Vlotho liegt am Bogen der Weser südlich des Wiehengebirges am Übergang zwischen Ravensberger Hügelland im Westen Lipperland im Süden und Weserbergland im Osten. Die Weser durchfließt das von Osten nach Norden und trennt den Stadtteil Uffeln vom Rest der Stadt. Höchste Erhebung der Bonstapel (342 m) im Südosten des Stadtgebiets.
Die Gemeindereform 1969 vereinigte die alte Stadt Vlotho mit Gemeinden Exter und Valdorf. Durch die Kreisreform kam 1973 die Gemeinde Uffeln aus dem alten Minden hinzu.
Im Stadtteil Exter befindet sich die Nr. 31 der Autobahn A2 die das Stadtgebiet im Westen durchquert. Bundesstraße 514 verbindet Vlotho mit der Autobahnabfahrt 32 (Vlotho/Bad Oeynhausen) der Autobahn A2 und mit der Autobahn A30 . Die L 778 verknüpft den Ortsteil und Vlotho zusätzlich mit der Abfahrt Nr. (Porta Westfalica) der A2 und mit dem Vennebeck (Porta Westfalica). Der Bahnhof dient als Haltepunkt für die Regionalbahn nach Löhne und Hildesheim .
In den Moorbädern Bad Seebruch und Bad Senkelteich findet bereits seit dem 19. Jahrhundert Kurbetrieb statt. Seit 1968 ist Vlotho staatlich anerkannter Luftkurort . Auch der Aufbau einer touristischen Vermarktung Weserberglands spielt zunehmend eine Rolle.