Arlingtonin piirikunta sijaitsee likimain pisteessä {{Coord|38|52|49|N|77|06|30|W|display=inline,title}} ja sitä ympäröi [[Fairfaxin piirikunta]] ja Falls Churchin kaupunki lounaassa, [[Alexandria (Virginia)|Alexandrian kaupunki]] kaakossa ja [[Washington (DC)]] koillisessa [[Potomac|Potomac-joen]] toisella puolella.
[[United States Census Bureau|Yhdysvaltain tilastokeskuksen]] mukaan piirikunnan pinta-ala on 67,3 neliökilometriä (26,0 neliömailia), josta noin 11,9 neliökilometriä (4,6 neliömailia) on liittovaltion maata. Arlingtonin piirikunta on suurin piirtein suorakaiteen muotoinen. Terminä ”piirikunta” viittaa yleensä harvemmin asuttuun alueeseen, ja on poikkeuksellista, että Arlingtonin piirikunnassa ei ole erillisiä kaupungeiksi erotettuja taajamia (”city”, ”town”). Tämä johtuu siitä, että piirikunta on kokonaisuudessaan tiheään asuttu, ja Virginian laki estää tällaisen alueen pilkkomisen uusiksi kaupungeiksi. Arlingtonissa on kuitenkin useita paikallisia keskuksia, joiden mukaan piirikunnan asukkaat jäsentävät aluetta. Yli 30 vuoden ajan hallinto on toteuttanut kehitysstrategiaa, jonka myötä kehitys keskitetään liikenneväylien, kuten metron ja vilkkaiden bussilinjojen varrelle.<ref>{{Verkkoviite | osoite = http://www.arlingtonva.us/Departments/CPHD/planning/CPHDPlanningSmartGrowth.aspx | nimeke = Smart Growth : Planning Division : Arlington, Virginia | julkaisija = Arlingtonva.us | viitattu = 3.2.2014 | kieli = {{en}}}}</ref> Omaleimaisia asuinalueita ovat mm. seuraavat:
