直罗镇地处陕北黄土丘陵沟壑区。地形由姜家川、葫芦河川、南川构成“三角川”。川道宽阔平坦，土地肥沃。

直罗镇气候属暖温带大陆性季风气候。多年平均气温10℃，1月平均气温-11℃，极端最低气温-20℃（2012年01月26口）；7月平均气温23℃，极端最高气温35℃。最低月均气温-23℃，最高月均气温36℃。生长期年平均255天。无霜期年平均165天，最长达180天，最短为150天。年平均日照时数3000小时。降雨集中在每年的6—9月，7月最多。

直罗镇境内河道属葫芦河流域，流域面积187平方千米。主要河流有葫芦河，河流总长度25千米。

直罗镇境内已探明地下矿藏有煤炭、石油、天然气。其中天然气储量4.8亿立方米，可采量3.2亿立方米；原煤储量1亿吨。

直罗镇主要自然灾害有冰雹、水灾、旱灾、冻害。灾害年均3次，主要发生在6—8月。

截至2011年末，直罗镇辖区总人口9681人，其中城镇常住人口864人，城镇化率8.9%，另有流动人口834人。总人口中男性5171人，占53.4%；女性4510人，占46.6%。14岁以下3106人，占32.1%；15—64岁5540人，占57.2%；65岁以上1035人，占10.7%。2011年，直罗镇人口出生率为3.1‰，人口死亡率2.1‰，人口自然增长率1‰。人口密度为每平方千米10人。

截至2018年，直罗镇户籍人口9627人。

2011年，直罗镇财政总收入3000万元，比上年增长10%。人均财政收入4580元，比上年增长32%。

2011年，直罗镇农业总产值0.3亿元，比上年增长39.5%，农业增加值占国内生产总值56%。农业耕地面积1.58万亩，可利用草地面积40.18万亩，林地面积150.5万亩。

直罗镇粮食作物以玉米、水稻为主。2011年，直罗镇粮食生产13245吨。农民人均纯收入4500元。

截至2011年末，直罗镇累计造林1.08万亩，其中防护林1.03万亩，经济林535亩，农民住宅四旁树木7000株，林木覆盖率90%，活立木蓄积量7000立方米。2011年，直罗镇水果种植面积968亩，全为苹果。

直罗镇畜牧业以饲养生猪、牛、家禽为主。2011年，直罗镇生猪饲养量4992头，年末存栏2224头；黄牛饲养量3024头，年末存栏2384头；家禽饲养量4.74万羽，上市家禽2万羽。2011年，直罗镇生产肉类448吨，其中猪肉181吨，牛肉71吨，禽蛋196吨。

截至2011年末，直罗镇有农业机械348台（辆），名优特农产品有直罗贡米。

2018年，直罗镇有工业企业6个。

截至2011年末，直罗镇商业网点258个。2011年，直罗镇社会商品销售总额达7000万元，比上年增长5.1%；城乡集市贸易成交额2100万元，比上年增长4.8%。年末有农村合作银行、邮政储蓄银行2家银行和金融机构开设了营业点。

2018年，直罗镇有营业面积50平方米以上的综合商店或超市个数1个。

截至2011年末，直罗镇有县镇级公路2条，总长150千米，日发送客车15辆，日客运量300人次。截至2011年末，直罗镇镇区道路总长度2.5千米；道路铺装面积0.65平方千米；镇区桥梁2座，总长度1350米。

截至2011年末，直罗镇有乡镇文化站1个，藏书2000多册；乡村文化广场1个，面积200平方米。地方特色民间艺术有剪纸、石刻。

截至2011年末，直罗镇有线电视用户350户，其中数字电视用户10户，电视综合覆盖率60%，全年公共电视节目播出时间3600小时。

截至2011年末，直罗镇有幼儿园2所，在园幼儿150人，专任教师35人；小学1所，在校生421人，专任教师35人，小学适龄儿童入学率100%；初中1所，在校生311人，专任教师41人，初中适龄人口入学率、九年义务教育覆盖率均达100%。

截至2011年末，直罗镇有各级各类医疗机构15个。专业卫生人员14人，其中执业医师2人，执业助理医师2人，注册护士4人。2011年，直罗镇医疗机构（门诊部以上）完成诊疗4000人次，出院病人500人次。农村安全饮用水普及率100%，新型农村合作医疗参合人数10147人，参合率98%。

截至2011年末，直罗镇有健身广场1个，经常参加体育活动的人员占常住人口的20%。

秦直道遗址延安段

2006年，考古工作人员在陕西富县发现了秦直道的路面和排水沟。2009年3月2日，陕西省考古研究院组织人员对陕西富县境内的秦直道进行考古发掘。该工程耗时56天，除发掘出部分古钱币之外，考古人员还在秦直道旁挖出大量建筑基址，这些基址随后确定为兵站的遗址。这次发掘是秦直道遗址的第一次大规模发掘，并当选了2009年度全国十大考古新发现。秦直道富县段长125千米，其路面一般宽30—40米，最宽处达58米。该段遗迹出现了大量相互叠压的车辙印和脚印，靠河、靠山和靠沟的一侧均建有夯土护坡。在道路最窄的一段遗留有关卡的大量建筑遗迹。整段道路出现了3处人工毁坏的痕迹。

2013年5月3日，秦直道遗址延安段（富县段）被国务院列为第七批全国重点文物保护单位。

柏山寺塔

柏山寺塔，位于陕西省富县城西直罗镇柏山上柏山寺内。塔始建于唐代，宋、明两代重修。砖结构，平面八角形，十一层，高43.3米，每边长3.7米，直径9.1米。塔内第一、第二层，均有边长为2.3米见方的小室。塔身外面每层均有唐宋门窗、斗栱。有的门又作小龛，内置各种人物石雕。石雕多为唐代汉族与少数民族的作品。此塔由于宋、明两次重修，故留下的时代特征，较为明显。

2013年5月3日，柏山寺塔被国务院列为第七批全国重点文物保护单位。

石泓寺石窟

石泓寺石窟又称川子河石窟，位于陕西省延安市富县城西65千米直罗镇川子河北岸，坐北面南，依崖而凿，共有洞窟10个，小龛65个，石造像3371尊。始建于隋代大业年间（605年—617年），唐、宋、元、明历代断断续续建造了一千余年，最后建成石如刀切，分布于东西长约70米、一字排列的大小七个洞窟。主洞前有木结构三开间二层楼房。楼前接寺院，院门正上方雕刻有“石泓寺”匾额。

2006年5月25日，石泓寺石窟被国务院列为第六批全国重点文物保护单位。

直罗镇战役

直罗镇战役，是民国二十四年（1935年）11月，中国工农红军第一方面军在直罗镇地区对国民党军的进攻战役。红军先后歼灭国民党军1个师1个团，击毙师长牛元峰以下1000余人，俘获5367人，缴枪3500百余支（挺），其中轻机枪176挺、迫击炮8门、子弹22万发。缴获电台两部，战马300匹以及其他军用物资。

直罗镇战役的胜利，打破了国民党军对陕甘苏区的第三次“围剿”。毛泽东评价，直罗镇战役是“给党中央把全国革命大本营放在西北的任务，举行了一个奠基礼”。

1954年，为缅怀和纪念在直罗镇战役中牺牲的革命先烈，富县人民政府将牺牲的先烈遗骨集中安葬在直罗镇北山寺山下，修建了直罗镇战役烈士陵园。

2019年7月19日，直罗镇被授予“陕西省级历史文化名镇”称号。

2020年7月29日，被全国爱国卫生运动委员会命名为2017—2019周期国家卫生乡镇（县城）。