La frontera ucraniano-rumana es discontinua, pues está formada de dos segmentos separados por la República de Moldavia. La primera parte tiene 362 kilómetros de longitud, y se origina en el punto donde convergen las fronteras húngaro-rumana y húngaro-ucraniana. De ahí sigue por los Cárpatos orientales, segmento trazado en 1918 por la comisión internacional en la cual el geógrafo francés Emmanuel de Martonne jugó un rol esencial. Tras seguir la línea divisoria de aguas de los Cárpatos, la frontera sigue un trazado oeste-este más o menos rectilíneo, fijado en junio de 1940 por una comisión soviético-rumana constituida como consecuencia del pacto germano-soviético de 1939, hasta un trifinio que forma con la frontera trazada por esta misma comisión entre Rumania y la Moldavia soviética y la frontera entre Moldavia y Ucrania trazada en agosto de 1940 por los soviéticos.