Địa giới phủ Hà Trung vào thời Nguyễn như sau:[1]

• Phía đông giáp biển và giáp huyện Yên Mô, tỉnh Ninh Bình.
• Phía tây giáp các huyện Vĩnh Lộc và Thạch Thành thuộc phủ Quảng Hóa.
• Phía nam giáp huyện Đông Sơn thuộc phủ Thiệu Hóa và huyện Quảng Xương thuộc phủ Tĩnh Gia.
• Phía bắc giáp các huyện Phụng Hóa và Yên Mô thuộc tỉnh Ninh Bình.

Phủ Hà Trung vào thời Nguyễn tương ứng với địa giới các huyện Hà Trung, Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hóa, thị xã Bỉm Sơn và phần tả ngạn sông Mã thuộc thành phố Thanh Hóa ngày nay.

Diện tích của phủ Hà Trung ước tính khoảng 830 km²[2], tương đương với diện tích các tỉnh Hà Nam hoặc Bắc Ninh hiện nay.