Село Твердохлебовка расположено в Богучарском районе Воронежской области. Село - административный центр Твердохлебовского сельского поселения.
Село находится на левом берегу реки Богучарка, в 17,5 километрах от центра города Богучар. Через село протекает канал имени Индовицкого.
На территории села находятся дом культуры на 250 мест; средняя школа.
Ранее работал кирпичный завод,
В селе был храм Архангела Михаила, ныне в разрушенном состоянии.