Der Kreis Garmisch-Partenkirchen liegt im Südwesten des bayerischen Regierungsbezirks Oberbayern. Nachbarlandkreise sind im Norden der Landkreis Weilheim-Schongau, im Osten der Landkreis Bad Tölz-Wolfratshausen, im Süden das österreichische Bundesland Tirol und im Westen der schwäbische Landkreis Ostallgäu.
Der südliche Teil des Landkreises, das Werdenfelser Land, ist teilweise hochalpin mit den Felsmassiven des Karwendel- und des Wettersteingebirges (Zugspitze) und liegt an der Grenze zu Tirol in Österreich. Nach Norden senkt sich das Gebirge bis hin zur voralpinen Hügellandschaft des Pfaffenwinkels mit Seen und ausgedehnten Mooren.