Село Кочубеївка розташоване за 6 км від державного кордону України, біля витоків безіменній річки, яка через 6,5 км впадає в річку Лопань (ліва притока), на річці багато загат, вище за течією за 0,5 км — село Шопине, нижче за течією за 4,5 км — смт Прудянка, за 2 км розташовані села Токарівка, Токарівка Друга, Гоптівка. За 4 км пролягає автошлях міжнародного значення М20.
19 липня 2020 року, в результаті адміністративно-територіальної реформи та ліквідації Дергачівського району, село увійшло до складу Харківського району[1].
З 24 лютого 2022 року, з початку російського вторгнення в Україну, село перебувало під тимчасовою окупацією. У вересні 2022 року звільнено від російських загарбників в ході контрнаступу ЗСУ на Харківщині[2].