Der Perugraben befindet sich zwischen der peruanischen Küste im Norden und Osten, dem Atacamagraben im Südosten, der Nazcaschwelle im Süden und dem Perubecken im Südwesten und Westen. Er liegt etwa zwischen 6 und 14° südlicher Breite sowie 78 und 82° westlicher Länge.

Der Perugraben, der durch die Subduktion der Nazca-Platte unter die Südamerikanische Platte entstanden ist (bzw. weiterhin entsteht), findet seine südliche Fortsetzung im Atacamagraben, der hinter dem Nordostausläufer der Nazcaschwelle beginnt.