ถนนรัชดาภิเษก บริเวณกลางแยกห้วยขวาง (จุดบรรจบถนนรัชดาภิเษกและถนนประชาราษฎร์บำเพ็ญ) ในพื้นที่แขวงดินแดง แขวงรัชดาภิเษก เขตดินแดง และแขวงห้วยขวาง เขตห้วยขวาง กรุงเทพมหานคร

บริเวณโดยรอบสถานีห้วยขวางเป็นย่านที่พักอาศัยหนาแน่นใจกลางเมือง มีถนนซอยจำนวนมากที่เชื่อมจากถนนรัชดาภิเษกไปยังถนนวิภาวดีรังสิต, ถนนสุทธิสารวินิจฉัย และถนนอโศก-ดินแดง ผ่านเส้นทางหลักในพื้นที่เขตดินแดง ได้แก่ ถนนประชาราษฎร์บำเพ็ญ, ถนนประชาสุข และถนนประชาสงเคราะห์ ส่วนในเขตห้วยขวางมีโครงข่ายถนนซอยที่เชื่อมผ่านถนนประชาอุทิศ แยกเหม่งจ๋าย ออกไปยังถนนประดิษฐ์มนูธรรมและถนนรามคำแหงในพื้นที่เขตวังทองหลางและบางกะปิ โดยเฉพาะในพื้นที่เขตดินแดงที่อยู่ใกล้กับสถานีเป็นที่ตั้งของ "เคหะชุมชนห้วยขวาง" ซึ่งเป็นชุมชนขนาดใหญ่ใจกลางกรุงเทพมหานครต่อเนื่องกับ "เคหะชุมชนดินแดง" มีตลาดสดห้วยขวางอยู่ใจกลางชุมชน ดังนั้น แม้ก่อนหน้าในระหว่างการก่อสร้างโครงการรถไฟฟ้ามหานคร สถานีแห่งนี้จะเคยใช้ชื่อว่า "สถานีประชาราษฎร์บำเพ็ญ" ตามชื่อถนนที่ตัดกับถนนรัชดาภิเษกบริเวณที่ตั้งสถานีก็ตาม แต่ในภายหลังก็ได้เปลี่ยนมาใช้ชื่อ "สถานีห้วยขวาง" ซึ่งเป็นที่คุ้นเคยในท้องถิ่นมากกว่า