雲中府在歷史上曾有多箇不同的地理位置，具體如下：
在唐代，雲中都護府治所在雲中古城，即今天的內蒙古和林格爾縣西北土城子，統轄漠南東突厥各部諸羈縻府州，相當今內蒙古陰山以南、黃河以北、西拉木倫河源以西地區。
在秦代，雲中治所在今內蒙古托克托縣東北，轄境相當今內蒙古土默特右旗以東，大青山以南，卓資縣以西，黃河南岸及長城以北。
在東漢末年，雲中府廢。
在唐代天寶元年（742年），雲州改置爲雲中府，治所在雲中縣，即今天的山西大同市，轄境約相當於今山西大同、左雲、懷仁、渾源、右玉等市、縣地。
在北宋宣和四年（1122年），計劃收復遼大同府改置爲雲中府，治今山西大同市，爲雲中府路治所。
在金以後，雲中府改名爲大同府。
綜上所述，雲中府的歷史地理位置較爲複雜，主要與今天的內蒙古和林格爾縣西北、內蒙古托克托縣東北、山西大同市等地有關。