Dernau liegt im Ahrtal am Rand des Ahrgebirges auf ca. 125 m ü. NN, etwa 30 km südlich von Bonn und 50 km nördlich von Koblenz. Die höchste Erhebung innerhalb der Gemeinde ist mit 360 m ü. NN der Krausberg.
Zu Dernau gehört ein kleiner Teil des östlich liegenden Ortes Marienthal; der größere Teil gehört zur Stadt Bad Neuenahr-Ahrweiler. Dernau hat zwar keine offiziellen Ortsteile, dafür jedoch 5 sogenannte "Rotten", die Ende des 19. Jahrhunderts entstanden und deren Hoheitsgebiete bis auf einzelne Häuser genau festgelegt sind. Obwohl ein freundschaftliches Verhältnis zwischen den Rotten besteht, ist jedoch stets ein gewisser Lokalpatriotismus mit im Spiel, so bei den Dorfturnieren wie z.B. dem Eselscup (Fußball). Die 5 Rotten heißen "Baache", "Haardte", "Kiere", "Ortesse" und "Patt Nöcke".
Für die Grundversorgung gibt es eine Bäckerei, einen Edeka-Markt und zwei Tankstellen.