中国广东省广州市南沙区南沙街道与东莞市虎门镇之间。主桥横跨珠江狮子洋水域，北距上游虎门二桥约10千米、南距下游深中通道约30千米；大桥东起珠江东岸东莞市虎门镇威远山，向西依次经过大石吓山谷、珠江干流上的虎门水道、上横档岛和蒲州水道，止于珠江西岸广州市南沙街道南北台。
虎门大桥位于中国广东省广州市南沙区南沙街道与东莞市虎门镇之间，主桥横跨珠江狮子洋水域，北距上游虎门二桥约10千米、南距下游深中通道约30千米；大桥东起珠江东岸东莞市虎门镇威远山，向西依次经过大石吓山谷、珠江干流上的虎门水道、上横档岛和蒲州水道，止于珠江西岸广州市南沙街道南北台；向西经深湾水库后延伸至飞沙角山。截至2018年12月，虎门大桥全路段为珠江三角洲地区环线高速公路南部地区联络线（原莞佛高速公路）（国家高速G9411）的主体部分。虎门大桥线路起于东莞市太平立交，接京港澳高速公路兼沈海高速公路（原广深高速公路）东莞段；沿途向西下穿广深沿江高速公路东莞段，止于广州市南沙立交；通过大涌桥西延至广州市坦尾立交，接广澳高速公路广州段。