Thị trấn Vĩnh Tuy nằm ở phía nam huyện Bắc Quang, là cửa ngõ phía nam của tỉnh Hà Giang và có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp tỉnh Tuyên Quang
• Các phía còn lại giáp xã Vĩnh Hảo.

Thị trấn Vĩnh Tuy có diện tích 11,23 km², dân số năm 2019 là 3.313 người[2], mật độ dân số đạt 295 người/km².

Trên địa bàn thị trấn có Quốc lộ 2 và tỉnh lộ 183 chạy qua địa bàn.

Thị trấn giáp với sông Lô ở phía đông, sông Con chảy qua trung tâm thị trấn rồi hợp lưu với sông Lô. Ngoài ra, thị trấn còn có một số dòng suối như ngòi Kim hay ngòi Phát.