County ini terletak di Northern Virginia di tepi selatan Sungai Potomac tepat di seberang Washington, D.C. Arlington juga berbatasan dengan Fairfax County dan City of Falls Church di sebelah barat daya, dan kota Alexandria di tenggara. Dengan luas daratan 26 mil persegi (67 km2), Arlington secara geografis merupakan county otonomi terkecil di Amerika Serikat dan tidak memiliki kota di dalam wilayahnya. Karena karakteristiknya yang unik, untuk keperluan statistik county ini didaftarkan sebagai munisipalitas di Wilayah Metropolitan Washington oleh Biro Sensus Amerika Serikat. Pada 2010, Arlington County memiliki jumlah penduduk 207.627 jiwa.