Địa giới hành chính phường Hoàng Liệt:

• Đông giáp phường Yên Sở
• Tây giáp xã Thanh Liệt, huyện Thanh Trì
• Nam giáp các xã Tam Hiệp, Tứ Hiệp và thị trấn Văn Điển, huyện Thanh Trì
• Bắc giáp các phường Đại Kim, Thịnh Liệt.

Phường tiếp giáp khu hành chính quận Hoàng Mai. Trên địa bàn phường có Nhà máy nước Pháp Vân, Bến xe Nước Ngầm.

Sông Tô Lịch chảy đến Hoàng Liệt thì nhận thêm nước của sông Sét đổ vào, rồi chảy qua cống điều tiết Thanh Liệt, sang huyện Thanh Trì. Phần lớn hồ Linh Đàm nằm ở phường Hoàng Liệt.