Деревня Молитвино расположена рядом с городом Коломна, примерно в 7 км от его центра. В 2 км севернее деревни проходит Новорязанское шоссе. Ближайшие населённые пункты — деревни Семибратское и Ворыпаевка. У северной окраины деревни Молитвино протекает река Костёрка.