Xã Phú Thượng nằm ở phía đông huyện Võ Nhai, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp tỉnh Lạng Sơn
• Phía tây giáp thị trấn Đình Cả và các xã Lâu Thượng, Vũ Chấn
• Phía nam giáp xã Phương Giao và xã Tràng Xá
• Phía bắc giáp tỉnh Lạng Sơn và xã Nghinh Tường.

Xã Phú Thượng có diện tích 45,45 km², dân số năm 1999 là 5.744 người,[1] mật độ dân số đạt 126 người/km².