Xã Thủy Bằng nằm ở phía nam thành phố Huế, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp thị xã Hương Thủy
• Phía tây giáp phường Hương Hồ và xã Hương Thọ với ranh giới là sông Hương
• Phía nam giáp xã Hương Thọ và thị xã Hương Thủy
• Phía bắc giáp các phường An Tây, Thủy Xuân và Thủy Biều.

Xã có diện tích 22,77 km², dân số năm 2020 là 9.179 người[2], mật độ dân số đạt 403 người/km².