Rösrath grenzt unmittelbar an das Kölner Stadtgebiet. Durch den Ort fließt die Sülz, ein Nebenfluss der Agger. Der Waldanteil am Stadtgebiet beträgt 50 %. Die Stadt erstreckt sich teilweise auf die Naturschutzgebiete Königsforst und Wahner Heide.

An Rösrath grenzen (vom Norden im Uhrzeigersinn) der Stadtteil Bensberg der Kreisstadt Bergisch Gladbach, im Nordosten die Stadt Overath (beide Rheinisch-Bergischer Kreis), im Südosten die Stadt Lohmar, im Südwesten die Stadt Troisdorf (beide Rhein-Sieg-Kreis) sowie im Westen der Stadtteil Rath/Heumar der Stadt Köln.

Der älteste Siedlungsplatz von Rösrath liegt im Stadtteil Forsbach. Bei Ausgrabungen in der Gemarkung „Im Brendgen“ (heute: „Im Brändchen“) wurden 1937 neben zahlreichen mesolithischen Steinwerkzeugen (Mikrolithen) auch Pfostenlöcher gefunden, die auf eine mittelsteinzeitliche Besiedlung schließen lassen. Die ersten Siedlungsspuren finden sich also auf den Forsbacher Höhen. Erst später wurden die sumpfigen Sülzniederungen Volberg und Rösrath trockengelegt und besiedelt. Der Name Forsbach geht nicht auf einen Bach zurück, sondern ist vermutlich der missglückte Versuch, die alte Ortsbezeichnung Forsbich (Vo’eschbich) ins Hochdeutsche zu übersetzen. Die Silbe „bich“ bedeutet „Berg“. Forsbach wäre demnach der „vorderste Berg“.

Rösrath wurde zum ersten Mal im Jahr 1356 erwähnt und umfasste zu dieser Zeit nur ein paar Höfe. Volberg ist also wesentlich älter als der für die Stadt namengebende Ortsteil Rösrath. Der Name Rösrath spiegelt die Entstehungsgeschichte des Ortes wider. Die Silbe „ros“ steht für ein feuchtes, sumpfiges Gelände. Die Endung „-rath“ deutet auf eine Rodung hin. So ist Rösrath wahrscheinlich eine durch Rodung entstandene Siedlung im ehemals sumpfigen Sülztal.