Phía đông và đông nam giáp huyện Mèo Vạc
Phía tây và tây nam giáp huyện Yên Minh.
Huyện Đồng Văn có đường biên giới tiếp giáp với Trung Quốc dài trên 52 km, cách thành phố Hà Giang 150 km về phía bắc, có diện tích 480,3 km² và dân số năm 2018 là 77.350 người.
Huyện