Đồng bằng sông Hồng trải rộng từ vĩ độ 21°34´B (huyện Lập Thạch) tới vùng bãi bồi khoảng 19°5´B (huyện Kim Sơn), từ 105°17´Đ (huyện Ba Vì) đến 107°7´Đ (trên đảo Cát Bà). Toàn vùng có diện tích trên 14860 km², tỷ lệ khoảng 4,5% tổng diện tích cả nước.

Phía bắc và đông bắc là Vùng Đông Bắc (Việt Nam), phía tây và tây nam là vùng Tây Bắc, phía đông là vịnh Bắc Bộ và phía nam vùng Bắc Trung Bộ. Đồng bằng thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam, từ các thềm phù sa cổ 10 - 15m xuống đến các bãi bồi 2 - 4m ở trung tâm rồi các bãi triều hàng ngày còn ngập nước triều.