Село Сторожевое находится на правом берегу реки Коломак,
выше по течению на расстоянии в 7 км расположено село Новофёдоровка,
ниже по течению на расстоянии в 2,5 км расположено село Бурты (Полтавский район),
на противоположном берегу — село Зеленковка.
Река в этом месте извилистая, образует лиманы, старицы и заболоченные озёра.