大肚川镇地处低山丘陵地带，南北狭长、东西短，山峦起伏，属长白山支脉老爷岭余脉。总体地势由南向北，由西向东逐渐倾斜。境内最高峰北大破子山位于黄松甸子西南部。海拔753米；最低点新城沟村风顺屯位于镇区最北端，海拔120米。

大肚川镇属温带季风气候，其特点是气候温和，雨量适中。

大肚川镇境内河道属绥芬河流域。境内最大的河流为佛爷沟河，全长69.5千米，流域面积979平方千米，沿途有水曲柳沟、小乌蛇沟汇入。

大肚川镇有洪涝和干旱为镇内的主要自然灾害。洪涝灾害年均发生5次，主要发生在6月至9月，最严重的一次发生在2010年6月，30分钟内降雨量达到50毫米，局部地区伴有冰雹，大肚川、新城沟、矿山、团结4村受灾严重，农作物受灾面积达600公顷，其中绝收面积50公顷，受灾人口700人，造成直接经济损失600余万元。

大肚川镇境内原煤的储量达1.2亿吨。煤层地表深度30千米左右，煤层厚度2-3千米；马营的石灰石储量达2亿吨，而且品位高；干河子沟的叶蜡石储量达到了2亿吨，大理石、花岗岩、陶土等建筑材料储量亦较丰富；其中各种矿石品位高，易于开采。此外，有色金属矿藏资源也十分丰富，主要有黄金矿和铁矿。

截至2011年末，大肚川镇有耕地面积15.7万亩，人均6.9亩，累计造林1.5万亩。

截至2011年末，大肚川镇辖区总人口17390人。总人口中，男性9126人，占52.5%；女性8264人，占47.5%；18岁以下3036人，占17.5%；18～35岁3562人，占20.5%；35～60岁8188人，占47%；60岁以上2604人，占15%。总人口中，以汉族为主；有朝鲜、回、满3个少数民族。人口密度为每平方千米15人。

截至2019年末，大肚川镇户籍人口为21273人。

截至2011年末，大肚川镇财政总收入4413万元，比上年增长3.1%。从各主要税种看，完成营业税88万元，增值税3907万元，企业所得税13万元，个人所得税67万元，分别比上年增长95%、160.47%、100%、6.35%。人均财政收入1929.18元。比上年增长40.53%，农民人均纯收入14330元。

截至2019年末，大肚川镇有工业企业22个，其中规模以上企业4个，有营业面积超过50平方米以上的综合商店或超市41个。

截至2011年末，大肚川镇农业以种植业为主，农业总产值6.2亿元，比上年增长31.7%。粮食作物以玉米、大豆为主。粮食总产量2.7万吨，其中玉米1.8万吨，大豆4400吨。经济作物以黑木耳和烟叶为主。生产黑木耳1.7亿袋；烟叶种植面积3975亩，产量550吨。畜牧业以饲养生猪、羊、家禽为主。生猪年末存栏7290头，羊年末存栏4990只，家禽年末存栏7.5万羽；畜牧业总产值4001万元。林木覆盖率83%。渔业总产值238万元。大型农业机械100台（辆）。

截至2011年末，大肚川镇工业总产值1.3亿万元，比上年增长3%，工业企业21家，职工1100人。

截至2011年末，大肚川镇有商业网点10个，职工20人，社会消费品零售总额8万元，比上年增长2.7%。

截至2011年末，大肚川镇有1家银行开设了分行，各类存款余额500万元，比上年增长3.9%，居民储蓄2.75亿元，人均储蓄1.20万元，各项贷款余额300万元，比上年增长5.1%。

截至2011年末，大肚川镇有幼儿园1个，在园幼儿330人，专任教师4人，小学10所，在校生988人，专任教师128人，小学适龄儿童入学率100%，初中1所，在校生198人。专任教师24人，初中适龄人口入学率、小升初升学率、九年义务教育覆盖率均达100%。主要学校有大肚川镇小学。

截至2011年末，大肚川镇有文化艺术团体1个；数字电影人村，年均达164场次；文化站1个；文化活动中心1个，建筑面积315平方米；公共图书室1个，藏书0.45万册；文化广场1个，占地面积2500平方米；村文化活动中心10个，村文化广场11个，藏书1.8万册；摄影、书法、美术及文学业余创作队伍成员60人。

截至2011年末，大肚川镇有体育场地14个。90%的村安装了健身器材，经常参加体育活动的人员占常住人口的70%。

截至2011年末，大肚川镇有各级各类医疗卫生机构18个，病床70张，固定资产总值1426万元。其中镇卫生院1个，执业医师8人，执业护士2人，村卫生所17个，专业卫生人员34人，医疗机构完成诊疗7024人次，农村安全饮用水普及率100%，农村卫生厕所普及率92%。

1978年，大肚川镇开通大肚川镇有线广播站，乡到村50杆千米，村以下20杆千米。有广播喇叭13只，广播综合覆盖率98%。2011年末，有线电视用户3584户，入户率97%。

截至2011年末，大肚川镇城镇最低生活保障户数183户，人数293人，支出57.3万元，月人均163元；城市医疗救助185人次，支出17.4万元。农村最低生活保障户数477户，人数762人。支出79.6万元，月人均87元；农村五保集中供养18人。支出0.4万元，农村五保分散供养72人，支出16.7万元，农村医疗救助（含资助合作医疗）938人次，支出34.8万元。国家抚恤、补助各类优抚对象2160人，抚恤事业费支出57.79万元。社会福利费3.5万元。

2011年末，大肚川镇有邮局1个，乡村通邮率100%，全年投递邮件1.4万件。电信企业1家，服务网点2个；电话交换机总容量5000门，固定电话用户3100户，电话用户普及率达到60%；移动电话用户1.2万户，移动电话普及率为70%，宽带接入用户1231户。

截至2011年末，大肚川镇镇区自来水厂1座，铺设干线水管3.2千米，年供水25.92万吨，自来水入户率100%。

截至2011年末，大肚川镇镇区拥有63千伏变电站（所）2座主变压器3台。综合电压合格率100%，供电可靠率100%。

截至2011年末，大肚川镇有206省道横穿全境，境内长40千米，双向2车道，通往鸡西市。有镇、村公路8条，总长84千米。公路客运站为三等站，日均发客运班车540班次，日客运量5630人次。镇区道路。总长度7.8千米

大肚川镇因位于大肚川河冲积平原而得名。大肚川河中间宽、两头狭窄，形似胃，昔称大肚子川，简称为大肚川。