เทศบาลตำบลดอนหัวฬ่อมีพื้นที่ทั้งหมด 18.50 ตารางกิโลเมตร (11,562.5 ไร่) มีอาณาเขตติดต่อกับพื้นที่ข้างเคียงดังนี้

• ทิศเหนือ ติดต่อกับ องค์การบริหารส่วนตำบลพานทองหนองกะขะ และองค์การบริหารส่วนตำบลบ้านเก่า อำเภอพานทอง
• ทิศใต้ ติดต่อกับ เทศบาลตำบลนาป่า อำเภอเมืองชลบุรี
• ทิศตะวันออก ติดต่อกับ เทศบาลตำบลหนองตำลึง และองค์การบริหารส่วนตำบลพานทองหนองกะขะ อำเภอพานทอง
• ทิศตะวันตก ติดต่อกับ เทศบาลตำบลคลองตำหรุ เทศบาลตำบลหนองไม้แดง และเทศบาลตำบลนาป่า อำเภอเมืองชลบุรี

ปัจจุบันเทศบาลตำบลดอนหัวฬ่อมีพื้นที่ครอบคลุมทั้งสิ้น 1 ตำบล 7 หมู่บ้าน ดังนี้

• ตำบลดอนหัวฬ่อ 7 หมู่บ้าน
  • หมู่ที่ 1 บ้านชากสมอ
  • หมู่ที่ 2 บ้านหนองไผ่กลางดอน
  • หมู่ที่ 3 บ้านหนองกงฉาก
  • หมู่ที่ 4 บ้านดอนบน
  • หมู่ที่ 5 บ้านดอนหัวฬ่อ
  • หมู่ที่ 6 บ้านดอนล่าง
  • หมู่ที่ 7 บ้านมาบสามเกลียว

เทศบาลตำบลดอนหัวฬ่อ แบ่งเขตการปกครองออกเป็นชุมชนจำนวน 8 ชุมชน ดังนี้

• ชุมชนที่ 1 สุขใจวิลล่า 1
• ชุมชนที่ 2 บ้านชากสมอ
• ชุมชนที่ 3 บ้านหนองไผ่กลางดอน
• ชุมชนที่ 4 บ้านหนองกงฉาก
• ชุมชนที่ 5 บ้านดอนบน
• ชุมชนที่ 6 บ้านดอนหัวฬ่อ
• ชุมชนที่ 7 บ้านดอนล่าง
• ชุมชนที่ 8 บ้านมาบสามเกลียว