อุทยานแห่งชาติทองผาภูมิอยู่ในเขตป่าสงวนแห่งชาติป่าห้วยเขย่งและป่าเขาช้างเผือก ในเขตท้องที่อำเภอทองผาภูมิ

และอำเภอสังขละบุรี จังหวัดกาญจนบุรี เป็นพื้นที่ป่าที่อยู่ในระหว่างการดำเนินการประกาศจัดตั้งเป็นอุทยานแห่งชาติ มีเนื้อที่ประมาณ 700,000 ไร่ หรือ 1,120 ตารางกิโลเมตร

 มีอาณาเขตติดต่อดังนี้ ทิศเหนือจดเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าทุ่งใหญ่นเรศวร ทิศใต้จดอุทยานแห่งชาติไทรโยค ทิศตะวันออกจดอุทยานแห่งชาติเขาแหลม ทิศตะวันตกจดเขตแดนไทย-พม่า

 ส่วนอุทยานแห่งชาติ กรมป่าไม้ ได้นำเรื่องเข้าสู่การพิจารณาของคณะกรรมการอุทยานแห่งชาติ เมื่อวันที่ 18 พฤษภาคม 2543 ซึ่งที่ประชุมมีมติเห็นชอบให้ดำเนินการจัดตั้งเป็นอุทยานแห่งชาติได้