Sen Thủy nằm ở phía Nam của huyện Lệ Thủy, tiếp giáp với huyện Vĩnh Linh - Quảng Trị, có chiều dài hơn 10 km, trên địa bàn có đường quốc lôi 1A chạy dọc theo xã, phía tây có đường sắt thống nhất chạy qua dài 3km, có 02 trục đường liên xã đó là: Sen Thủy đi Ngư Thủy và Sen Thủy đi Thái Thủy, các trục đường giao thông nội địa không được thuận lợi.