Деревня Захаровка расположена в лесах близ Срединного Уральского хребта на реке Захарова, с юго-востока выходит к небольшому лесному озеру. Деревня находится к северо-западу от Екатеринбурга и в 32 км от Нижнего Тагила (по дороге 45 км).
Ранее к юго-востоку от деревни проходила Висимо-Уткинская узкоколейная железная дорога, соединявшая Нижний Тагил с посёлком Висимо-Уткинск, которая в настоящее время демонтирована.
В 7 км к северо-западу находится гидрологический памятник природы озеро Бездонное (самый глубокий водоём области).