Huyện Vĩnh Lợi nằm ở phía đông tỉnh Bạc Liêu, có vị trí địa lý:

• Phía bắc giáp huyện Thạnh Trị và thị xã Ngã Năm, tỉnh Sóc Trăng
• Phía đông giáp huyện Mỹ Xuyên và thị xã Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng
• Phía nam giáp thành phố Bạc Liêu
• Phía tây giáp các huyện Phước Long, Hòa Bình.

Huyện nằm ở cửa ngõ đi vào thành phố Bạc Liêu, có Quốc lộ 1A chạy qua khoảng 10 km, trung tâm huyện cách thành phố Bạc Liêu hơn 10 km. Huyện có nhiều kênh rạch chảy ra biển, trong đó, kênh Cà Mau - Bạc Liêu chảy qua huyện lỵ song song với đường ô tô, có đường rẽ đi huyện Hồng Dân. Địa thế này giúp huyện có điều kiện thuận lợi để giao lưu, phát triển kinh tế với các huyện, thị xã, thành phố lân cận.