Курчатовский район расположен в центральной части Курской области. Общая площадь района 677,93 кв. км., в том числе г. Курчатов — 56,14 кв. км., района — 621,79 кв.км. Районный центр удален от областного на 45 км. Протяженность района с севера на юг 50 км, с запада на восток 20 км.

Курчатовский район расположен на южном склоне Среднерусской возвышенности, на севере района проходит Фатежско — Льговская гряда, на юге — Обоянская гряда. Граничит с Льговским, Конышевским, Фатежским, Октябрьским, Большесолдатским районами.

Центр района — г. Курчатов. Расстояние до г. Курска по железной дороге 46 км., по шоссейной — 47 км.