ДБЗ розташований в дельті другої за величиною ріки Європи - Дунаю, довжиною 2860 км, площею водозбірного басейну 817 000 км2 на
території 19 країн та об`ємом щорічного стоку 200-220 км3.
Територія ДБЗ відноситься до геосистем первинної та вторинної дельти Дунаю і розташована у північно-східній частині дельти Дунаю в межах України на схід від м. Кілія та на південь від озера Сасик. На сході ДБЗ межує з Чорним морем, а на півдні – з українсько-румунським кордоном. Складовими ДБЗ є власне вторина Кілійська дельта, Жебриянський природний комплекс, Стенцівсько-Жебриянівські плавні та острів Єрмаків. В 2004 році до складу ДБЗ була включена досить автономна територія, а саме верхів’я оз. Сасик та Джантшейський лиман. По периметру основної за площею дельтової території ДБЗ розташовані села Приморське, Десантне, Мирне, Шевченкове, Ліски, поблизу Татарбунарської ділянки – місто Татарбунари, села Борисівка, Трапівка, Лиман. Найбільшими населеними пунктами є міста Кілія, Татарбунари та Вилкове. У м. Вилкове знаходяться адміністрація та центральна садиба ДБЗ. Територія ДБЗ розташована в адміністративних межах Ізмаїльського і Білгород-Дністровського районів Одеської області.
Приблизні географічні координати його меж 45º 13´ пн.ш. - 45º 34´ пн.ш. та 29º 23´ сх. д. - 29º 46´ сх. д.
Адміністрація ДБЗ розташована за адресою: м. Вилкове, Ізмаїльського району, Одеської області, вул. Татарбунарського повстання 134 А, 68355.