Сухогаевское сельское поселение расположено в центральной части Верхнехавского района. Административным центром поселения является село Сухие Гаи. На востоке территория поселения граничит с Верхнехавским сельским поселением; на юго-востоке с Панинским муниципальным районом; на юге с Новоусманским муниципальным районом и Правохавским сельским поселением; на западе с Новоусманским муниципальным районом; на севере со Спасским сельским поселением.
На территории поселения расположены шесть населенных пунктов:
с. Сухие Гаи;
с. Дмитро-Покровское;
с. Марьевка;
д. Андреевка 1-я;
д. Семёновка 1-я;
д. Семёновка 2-я.
