Okres Žilina leží v Žilinskom kraji, v jeho západnej časti a jeho centrum je zároveň aj krajským mestom. Veľkú časť rozlohy zaberá najmä v centrálnej časti Žilinská kotlina, na juhu nadväzuje Rajecká, Domanižská a Čičmianska kotlina, na juhozápade Bytčianska kotlina, na severe Kysucká kotlina a na severovýchode Štefanovská kotlina. Časť hraníc okresu vedie po hrebeňoch okolitých pohorí, pričom najvýraznejším je hrebeň Malej Fatry na východe. Juhozápadná časť prechádza Strážovskými a Súľovskými vrchmi, západná a severozápadná hrebeňom Javorníkov a severná Kysuckou vrchovinou. Vo východnej časti žilinského okresu sa na území Krivánskej Fatry nachádza národný park.Na severe hraničí s okresom Bytča, Čadca a Kysucké Nové Mesto, na juhu s okresom Dolný Kubín a Martin. Na západe má potom hranicu s okresu Považská Bystrica, Prievidza a Ilava. Má rozlohu 815 km2, žije tu 156 411 obyvateľov a priemerná hustota zaľudnenia je 192 obyvateľov na km2. Správne sídlo okresu je mesto Žilina.