Знаходзіцца на левым беразе ракі Жабычы (прыток Стыра), за 35 км ад чыгуначнай станцыі Дубна і за 80 км ад абласнога цэнтра.
Размешчаны ў цэнтральнай частцы Валынскагай ўзвышша, паверхня падвышаная, плоскахвалістая лясная раўніна. Глебы пераважна чарназёмныя, цёмна-шэрыя ападзоленыя. Экалагічная абстаноўка спрыяльная, прамысловых прадпрыемстваў з высокім узроўнем забруджвання навакольнага асяроддзя няма. Антрапагеннае ўздзеянне на навакольнае асяроддзе мінімальнае.
Гісторыя
Першая згадка аб паселішчы адносіцца да 1570 г. Тады яно называлася Дэмыдзіў. Назва паходзіць ад мужчынскага імя Дзямід (укр.: Демид) . У пачатку XVII ст. Дзямідаў быў невялікім паселішчам, якое належала некалькім памешчыкам. У 1629 г. у ім налічваўся 21 дом.
У 1795 г. Дэмыдзіўка ўвайшла ў склад Расійскай імперыі. Да 1860 г. ёю валодалі памешчыкі Гарчынскія, затым яна стала ўласнасцю казны. На час перапісу насельніцтва ў 1897 г. тут пражывала 679 чалавек, выключна габрэі.
За перыяд Другой сусветнай вайны ў мястэчку было расстраляна тысяча чалавек, спалена 120 жылых дамоў. 8 кастрычніка 1942 г. пры ліквідацыі мясцовага гета было забіта каля 600 габрэяў. 17 сакавіка 1944 г. мястэчка занялі часткі войскаў 1-га Украінскага фронту.
У канцы 1962 г. Дэмыдзіўскі раён быў расфармаваны, а Дэмыдзіўка ўвайшла ў склад Млыніўскага раёна. Рашэннем Вярхоўнай Рады Украіны ў снежні 1996 г. быў адноўлены статус Дэмыдзіўкі як раённага цэнтра.
