Phường Cầu Diễn nằm cách trung tâm thành phố Hà Nội 6 km về phía tây. Phường có địa giới hành chính:

• Phía đông giáp phường Mỹ Đình 2
• Phía tây giáp phường Phúc Diễn, quận Bắc Từ Liêm và phường Xuân Phương
• Phía nam giáp phường Mỹ Đình 1
• Phía bắc giáp phường Phú Diễn, quận Bắc Từ Liêm (ranh giới là quốc lộ 32).

Phường có diện tích 1,79 km², dân số năm 2013 là 28.172 người[2], mật độ dân số đạt 15.719 người/km².