Se encuentra ubicado en plena Sierra de Gredos, un subsistema del Sistema Central, cordillera situada en el centro de la península ibérica.

Tiene una altitud de 1575 m s. n. m. El puerto de Serranillos, por su vertiente norte, se alcanza desde la localidad de Serranillos, a través de la AV-913, tras recorrer 18 km con un desnivel de 721 m s. n. m. y una pendiente media del 4%.

En su vertiente sur, su acceso es desde San Esteban del Valle, donde se puede llegar por el puerto del Pico en la N-502.

Esta vertiente sur tiene una distancia de 16,2 km, con un desnivel de 811 m s. n. m. y una pendiente media del 5,1%.

[2]​ Serranillos alcanzó gran repercusión mediática tras su paso durante la 17.ª etapa de la Vuelta a España 1983, pues en sus rampas desencadenó el francés Bernard Hinault el ataque con el que eliminaría a sus principales rivales, especialmente a Julián Gorospe, y sentenciaría la carrera.