Село Кочетовка находится на правом берегу реки Берестовая в месте впадения в неё реки Вшивая (левый приток), выше по течению в 2-х км расположено село Лебяжье, ниже по течению примыкает село Нагорное, на противоположном берегу — пгт Зачепиловка.
Рядом с селом находится железнодорожная станция Зачепиловка.