Ostrogrúnska kotlina je geomorfologickou časťou Nízkeho Vtáčnika. Leží v jej západnej časti, približne 8 km severne od mesta Žarnovica v žarnovickom okrese. Kotlina sa nachádza v centrálnej časti pohoria Vtáčnik, v západnej polovici jeho podcelku Nízky Vtáčnik. Leží v okolí obcí Ostrý Grúň a Kľak, na oboch brehoch riečky Kľak. Ostrogrúnska kotlina susedí na západe s geomorfologickou časťou Vígľaš, východným smerom pokračuje podcelok Nízky Vtáčnik a južne nadväzuje Župkovská vrchovina, čoby časť podcelku Župkovská brázda.
Zo severu na juhovýchod preteká územím kotliny riečka Kľak, ktorá tu priberá viaceré menšie vodné toky, medzi nimi Vicianov, Mackov a Megov potok.