Phường Đông Hải nằm ở phía đông thành phố Thanh Hóa, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp xã Hoằng Quang với ranh giới là sông Mã
• Phía tây giáp phường Đông Hương
• Phía nam giáp phường Đông Sơn và phường Quảng Hưng
• Phía bắc giáp phường Long Anh và phường Nam Ngạn.

Phường Đông Hải có diện tích 6,84 km², dân số năm 2012 là 16.100 người,[2] mật độ dân số đạt 2.354 người/km².