Phường Thủy Vân nằm ở phía đông bắc thành phố Huế, có vị trí địa lý:
Phường có diện tích 4,92 km², dân số năm 2020 là 7.932 người, mật độ dân số đạt 1.612 người/km².
Phường Thủy Vân được chia thành 4 tổ dân phố: Công Lương, Dạ Lê, Vân Dương, Xuân Hòa.
Ngày 27 tháng 4 năm 2021, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 1264/NQ-UBTVQH14 (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 7 năm 2021). Theo đó, chuyển xã Thủy Vân về thành phố Huế quản lý và thành lập phường Thủy Vân trên cơ sở toàn bộ 4,92 km² diện tích tự nhiên, 7.932 người của xã Thủy Vân.