Diepoldsau liegt am Westufer des alten Rheins, der dort in einer nach Osten ausholenden Schleife verläuft und die Landesgrenze zu Österreich bildet.
Seit dem Diepoldsauer Rheindurchstich im Zuge der Rheinregulierung liegt der Ort jedoch am Ostufer des 1923 neu angelegten, begradigten und kanalisierten Alpenrheins.