Okres Bytča leží v Žilinskom kraji, v jeho najseverozápadnejšej časti. Jadro územia okresu tvorí Bytčianska kotlina, ktorá je severným výbežkom Považského podolia. Na severozápade doň zasahujú Javorníky, na juhovýchode Súľovské vrchy. Najvyšší bod územia, 1059 m n. m., je na chrbte Javorníkov. Na severe hraničí s okresom Čadca, na východe s okresom Žilina a na západe s okresom Považská Bystrica. Má rozlohu 282 km2, žije tu 30 691 obyvateľov a priemerná hustota zaľudnenia je 109 obyvateľov na km2. Správne sídlo okresu je mesto Bytča.