Xã Trường Thủy nằm ở đầu nguồn sông Kiến Giang, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp xã Thái Thủy
• Phía tây giáp xã Kim Thủy và xã Phú Thủy
• Phía nam giáp xã Kim Thủy
• Phía bắc giáp xã Mai Thủy và xã Mỹ Thủy.

Xã Trường Thủy có diện tích 35,60 km², dân số năm 2019 là 4.480 người[2], mật độ dân số đạt 126 người/km².

Về giao thông, có đường Hồ Chí Minh nhánh đông chạy qua phía tây địa bàn xã. Trong tương lai còn có đường CT01 nhánh tây chạy qua. Ngoài ra còn có tuyến giao thông ĐT564 là tuyến đường huyết mạch nối liền với các xã vùng đồng bằng Lệ Thủy. Nhìn chung, hạ tầng giao thông trong xã còn kém phát triển, đường sá nhỏ hẹp, xuống cấp.