洪山殿镇位于东经111°48′-111°56′，北纬27°38′-27°41′。地处双峰县城西北部20公里处，北距娄底市20公里。东接蛇形山镇，东南靠走马街镇，南连甘棠镇，西邻涟源市金石镇，西北毗娄星区茶园镇。镇人民政府驻碑基坳上，邮政编码417721。