Общината е разположена в югозападната част на област Враца. С площта си от 706,236 km2, което съставлява 19,52% от територията на областта, заема 1-во място сред нейните 10 общини. Граничи със следните общини:

на северозапад – община Криводол;
на североизток – община Борован и община Бяла Слатина;
на югоизток – община Роман;
на юг – община Мездра;
на югозапад – община Своге от Софийска област;
на запад – община Вършец от област Монтана.
Релеф

Изглед към град Враца през 2010 г.

Изглед към село Згориград през 2012 г.
Релефът на общината е твърде разнообразен – на юг планински, в централните части хълмист и ниско планински, на север равнинен. Територията на общината попада в 3 физикогеографски области на България – Западна Стара планина, Западен Предбалкан, Западна Дунавска равнина.

Към Старопланинската физикогеографска област се отнасят северните и североизточни части на Врачанска планина, заемаща най-южната част общината, където се намира и най-високата точка на общината – 1430 m, разположена югозападно от хижа „Пършевица“.

Средната част от територията на община Враца попада в пределите на Западния Предбалкан, като тук преобладаващият релеф е хълмистия. Тук са обособени 4 броя ниски възвишения и ридове, които попадат изцяло или частично в пределите на общината. На северозапад е възвишението Милин камък (463 m), разположено между долините на реките Въртешница и Скът. Североизточно от него, в големия завой на река Скът, източно от село Оходен се издига уединената височина Борованска могила (423 m), която частично попада в пределите на общината. Югоизточно от нея, по границата с община Бяла Слатина се простират северозападните части на рида Врачански Венец с максимална височина Орлов връх (506 m), разположен южно от село Върбица. Южно от възвишенията Милин камък и Врачански Венец в посока изток-запад, основно по границата с община Мездра се издига рида Веслец с Маняшки връх (781 m), разположен северно от село Костелево. Между Врачанска планина на югозапад, рида Веслец на изток и възвишението Милин камък на север в посока от югоизток на северозапад се простира обширното и равно Врачанско поле, което е широко отворено на северозапад към долината на река Ботуня (десен приток на Огоста). Неговата надморска височина варира от около 400 m на югоизток до 250 m на северозапад.

Най-северната част на общината, северно от възвишението Милин камък е заета от южните части на Западната Дунавска равнина, като тук релефът е равнинен. Северозападно от село Три кладенци, в долината на река Рибине (десен приток на Огоста) се намира най-ниската точка на общината – 135 m н.в.

Води
Територията на общината попада в пределите на три водосборни басейна – на реките Огоста, Скът и Искър. Югозападната, западната и северозападна част принадлежи към водосборния басейн на река Огоста. Тук основна водна артерия е рака Въртешница, която извира от Врачанска планина, протича на северозапад през Врачанското поле, северозападно от село Лиляче напуска общината и след около 3 km в град Криводол се влива отдясно в река Ботуня (десен приток на Огоста). Най-северната част се отводнява от река Рибине (десен приток на Огоста), която води началото си от възвишението Милин камък, тече на северозапад и след село Три кладенци напуска общината. Източната част на общината се отводнява от най-горното течение на река Скът. Тя извира от рида Веслец южно от село Тишевица, тече на север-северозапад и след село Оходен, след като заобиколи почти изцяло уединената височина Борованска могила напуска общината. Най-югоизточната част на община Враца се отводнява от малки и къси реки и дерета, които се вливат отляво в река Искър.

На територията на община Враца има изградени множество микроязовири („Дъбник“, „Влашки дол“, „Агов дол“, „Лиляче“, „Чирен 3“, „Мраморчица“, „Върбица 2“, „Кираджията“, „Девене“, „Три кладенци“ и др.), водите на които основно се използват за напояване на земеделските земи

Забележителности
Природните забележителности на територията на община Враца са пещерата „Леденика“, проходът Вратцата, Мемориалният комплекс „Ботев път“, Божият мост край село Лиляче, водопадите „Скакля“ и „Боров Камък“ и природен парк „Врачански Балкан“. Те превръщат общината в уникална и желана туристическа дестинация за любителите на планината, алпинизма, религиозния туризъм, пара и делта-планеризма, спелеологията и селския и еко туризъм. На разположение на туристите са ски пистите около хижа „Пършевица“, многобройните екопътеки и пешеходни маршрути.