Donauwörth ligger i den nordlige del av Schwaben, hvor elvene Wörnitz, Zusam, Kessel og Schmutter munner ut i Donau. Cirka 12 km øst for Donauwörth munner også elven Lech ut i Donau. Byen ligger på en østlig utløper av Schwäbische Alb, mellom München og Nürnberg, 46 km nord for Augsburg.