老牛沟村位于东万口乡西北部，面积9.9平方公里，距乡政府所在地15公里，自然村1个（目前已无人居住），共224户、493口人，耕地面积1130亩。

老牛沟村与东万口村、永宁口村、塘子营村、中青羊沟村、富山村、小京门村、礁臼沟村、瓦窑村、河路沟村、头道川村、甘沟村、孤石村、卧龙海村、北茨村、喜峰砦村、官路房村、西万口村、东梁村、巴图营村、炭窑沟村、盆地坑村相邻。