Область образована 23 сентября 1937 года Постановлением Президиума ЦИК СССР «О разделении Северной области на Вологодскую и Архангельскую области». В её состав были включены 24 района упразднённой Северной области и 18 районов из состава Ленинградской области. Область входит в состав Северо-Западного федерального округа. Её территория — 145,7 тыс. кв. км, что составляет 8% от площади округа и один процент от территории России.
Область граничит на севере с Архангельской, на востоке — с Кировской, на юге — с Костромской и Ярославской, на юго-западе — с Тверской и Новгородской, на западе — с Ленинградской областью, на северо-западе с Республикой Карелия.