Xã Vĩnh Trung nằm ở phần phía tây của đảo Vĩnh Thực và phần lớn đảo Đầu Sơn (trừ phần đông bắc đảo thuộc xã Vạn Ninh), thuộc phía nam của thành phố Móng Cái.

Phía đông của xã Vĩnh Trung giáp xã Vĩnh Thực, cùng nằm trên đảo Vĩnh Thực. Phần lãnh hải của xã Vĩnh Trung:

• Phía bắc giáp các xã Vạn Ninh, Hải Đông và Hải Tiến, thành phố Móng Cái.
• Phía tây giáp các xã Phú Hải và Cái Chiên, huyện Hải Hà.
• Phía nam giáp xã Thanh Lân, huyện Cô Tô.