位于湖南省北部，益阳市东北部。地理坐标为东经112°14′37〞-112°56′20〞，北纬28°42′26〞-29°11′17〞。东北与岳阳县交界，东南与汩罗市、湘阴县为邻，西南与益阳市接壤，西与汉寿县相望，北与南县、大通湖区毗连。

截至2005年12月31日，沅江市辖2个街道、12个镇、1个乡。