Das Naturschutzgebiet Westlicher Rhönwald liegt 3,5 km westlich von Hilders direkt an der Landesgrenze zu Thüringen. In Thüringen befindet sich 2 km nordöstlich Oberweid und 3 km südwestlich Frankenheim. Es ist erreichbar über Feldwege, die von der hessischen Landesstraße L3176 zwischen Hilders und Frankenheim abzweigen. Im Osten grenzt das Naturschutzgebiet an das jenseits der ehemaligen Innerdeutschen Grenze schon 1967 ausgewiesene NSG Rhönwald mit einer Größe von 134 ha (WDPA-ID 165169).