Samtgemeinde Liebenau ligger mellem Weser (ca. 15 kilometer vest for landkreisens administrationsby Nienburg/Weser) og vestskråningerne af Nienburg-MeppenerGestplatteau. Samtgemeinde Liebenau har et areal på 71,96 km². Med 81 indbyggere pr. km² er Liebenau relativt tyndt beboet.