Старо Момчилово је насеље у Србији у општини Житорађа у Топличком округу. Према попису из 2002. било је 216 становника (према попису из 1991. било је 329 становника). У насељу Старо Момчилово живи 204 пунолетна становника, а просечна старост становништва износи 56,2 година (52,2 код мушкараца и 60,8 код жена). У насељу има 98 домаћинстава, а просечан број чланова по домаћинству је 2,20.
Ово насеље је великим делом насељено Србима (према попису из 2002. године), а у последња три пописа, примећен је пад у броју становника.