Pod względem administracyjnym położone jest na obszarze dwóch województw – Mazowieckiego i Warmińsko-Mazurskiego, a także czterech powiatów: działdowskiego, mławskiego, żuromińskiego i płońskiego oraz dwudziestu jeden gmin. Zasięg terytorialny nadleśnictwa wynosi 1735 km², z czego 19% stanowią lasy. Rozciągłość obszaru to około 70 kilometrów ze wschodu na zachód i 50 kilometrów z północy na południe.

Rozrzut lasów wynosi około 70 km w kierunku wschód-zachód oraz 50 km w kierunku północ-południe.

Zgodnie z regionalizacją przyrodniczo-leśną lasy Nadleśnictwa Dwukoły leżą w IV Krainie Mazowiecko-Podlaskiej, w mezoregionie Wzniesień Mławskich (leśnictwa: Wieczfnia, Białuty, Leśnictwo Szkółkarskie Krajewo, Pokazowa Zagroda Żubrów w Krajewie, Iłowo, Narzym, Łomia, Ratowo, Kęczewo, Mostowo i Zielona), w mezoregionie Równiny Raciąskiej (leśnictwa: Bieżany, Strzegowo, Krzeczanowo oraz wschodnie części leśnictw Głęboka i Chrapoń) oraz w mezoregionie Wysoczyzny Ciechanowsko-Płońskiej (leśnictwo Szydłowo). Zachodnie fragmenty leśnictw Głęboka i Chrapoń należą natomiast do III Krainy Wielkopolsko-Pomorskiej, w mezoregionie Równiny Urszulewskiej.
Charakterystyczną cechą nadleśnictwa jest duże rozdrobnienie gruntów. Na jego obszarze znajduje się 727 kompleksów, z czego aż 543 to niewielkie powierzchnie leśne o areale do 5 ha. Granice poszczególnych kompleksów są skomplikowane, a często wąskie działki gruntów Lasów Państwowych przeplatają się z lasami prywatnymi, których na tym terenie jest ponad tysiąc. Łączna powierzchnia lasów innych własności w zasięgu terytorialnym nadleśnictwa wynosi 15 919 ha.