Село Довгалівка знаходиться на правому березі річки Хорол, вище за течією на відстані 1 км розташоване село Хомутець, нижче за течією на відстані 1 км розташоване село Малі Сорочинці. Річка в цьому місці звивиста, утворює лимани та заболочені озера. У селі протікає права притока Хорола — річечка Щербанька.