Mateřská škola je součástí ZŠ a její oficiální název zní - Základní škola a Mateřská škola Vilémov, okres Chomutov. Nachází se v jedné ze školních budov - na Náměstí č.p. 41. Spolu s MŠ se ve stejné budově také nachází 1. stupeň ZŠ.
Děti mají k dispozici krásnou zahradu s herními prvky. Budova školy prošla nedávno kompletní rekonstrukcí včetně zateplení a výměny oken. Od školního roku 2020/2021 je v provozu také nová přístavba MŠ, čímž došlo k navýšení kapacity, zvýšení počtu učeben a zlepšení podmínek pro předškolní, ale i školní vzdělávání. Mateřská škola disponuje dvěma ložnicemi a dvěma učebnami. Od školního roku 2021/2022 jsou děti rozděleny do dvou skupin podle věku - Žabičky (2-4 roky), Sovičky (4-7 let). Hlavním kritériem pro zařazení do vzdělávací skupiny je věk a dále také případné speciální vzdělávací potřeby jednotlivých žáků.
Kapacita MŠ je 49 dětí.