Duisans liegt etwa sechs Kilometer westnordwestlich des Stadtzentrums von Arras am Fluss Gy, einem Nebenfluss der Scarpe (franz. Scarpe). Umgeben wird Duisans von den Nachbargemeinden Étrun und Marœuil im Norden, Anzin-Saint-Aubin im Nordosten, Arras im Osten, Dainville im Süden, Warlus im Südwesten sowie Agnez-lès-Duisans im Westen.