Прежнее название Богоявленское, связанное с церковью, не привилось. Название Сенгилеевское происходит от собственного имени на языке народа, проживавшего здесь до прихода русских.
В XIX веке, после переименования села Богоявленского в станицу Сенгилеевскую, название Сенгилеевское также закрепилось за озером Рыбным (ныне на его месте находится Сенгилеевское водохранилище)[6]. В исследовании горного инженера Е. М. Юшкина «Озера Кубанской области при Ставропольской границе» (1912) в частности сообщалось, что владельцами этого озера «с одной стороны являются общества кубанских станиц Сенгилеевской и Новомарьевской (последняя незначительной частью), — колония Иогансдорф и казна с другой стороны, уже в Ставропольской губернии… Все владельцы эксплуатируют через арендаторов это озеро, как хорошее рыбное»[7].
Село расположено на юго-западном берегу Егорлыкского водохранилища[8], на высоте 245 метров над уровнем моря[9]. Юго-восточнее Сенгилеевского в водохранилище впадает река Сенгилеевка (Земзюлька). Севернее села, в правобережье Егорлыка, находится гора Бекет[8].
Сегилеевское соединено с посёлком Левоегорлыкским, станицей Каменнобродской, хутором Родионовым, посёлком Солнечнодольском и станицей Новотроицкой автодорогой общего пользования регионального значения 07К-038 «Сенгилеевское — Новотроицкая»[10][11].