Заповедник «Приволжская лесостепь» располагается на юго-западе Приволжской возвышенности, в пределах главного водораздела между Волгой и Доном.

Его общая площадь в настоящее время составляет 8 373 га.

Заповедник является кластерным и состоит из пяти удаленных друг от друга участков :

Попереченская степь (Пензенский и Каменский районы)
Островцовская лесостепь (Колышлейский район)
Кунчеровская лесостепь (Неверкинский, Камешкирский и Кузнецкий районы)
Верховья Суры (Кузнецкий район)
Борок (Камешкирский район)

Вокруг территории заповедника выделена охранная (буферная) зона с ограниченным режимом хозяйственного использования.