Sungulu kuzeyde Bayat ve Uğurludağ ilçeleri, doğuda Çorum merkez ilçe ve Alaca ilçesi, güneydoğusunda Boğazkale ilçesi, güneyinde Yozgat merkez ilçe ve Yerköy ilçesi, batısında Delice, güneybatısında Sulakyurt ilçesi ve Kızılırmak ilçeleri arasında yer almaktadır. 

        İlçenin deniz seviyesinden ortalama yüksekliği 762 m.'dir. 1991 idari dağılıma göre ilçe yüzölçümü 1.948 km2 'dir.

        Çorum ilinin en geniş yüzölçümüne ve en fazla nüfusuna sahip ilçesi olan Sungurlu; orta, batı ve güney Anadolu'yu, orta ve doğu Karadeniz'e bağlayan karayolunun üzerinde bulunmasının da etkisiyle gelişmiş, bölge ticaret merkezi durumuna gelmiştir.

        İlçe arazisi, Delice ırmağının en büyük kolu olan Budaközü çay havzasında verimli ovalara mevcuttur. Farklı aşınım ovası olarak adlandırılan bu ova Sungurlu ovası adı almaktadır.