Село Любимовка находится в 1,5 км от правого берега реки Вольнянка,
выше по течению на расстоянии в 1,5 км расположено село Вольнянка,
на противоположном берегу — сёла Гарасовка и Дерезовка.
Река в этом месте пересыхает, на ней сделано несколько запруд.