Según la Oficina del Censo, el condado tiene un área total de 1.155 km² (446 sq mi), de la cual 1.146 km² (443 sq mi) es tierra y 8 km² (3 sq mi) (0,73%) es agua. El punto más alto del estado de Virginia, el monte Rogers, se encuentra dentro del condado.

• Condado de Wythe (noreste)
• Condado de Carroll (este)
• Galax (ciudad independiente, sureste)
• Condado de Surry, Carolina del Norte (sureste)
• Condado de Ashe, Carolina del Norte (sur)
• Condado de Alleghany, Carolina del Norte (sur)
• Condado de Johnson, Tennessee (suroeste)
• Condado de Washington (oeste)
• Condado de Smyth (noroeste)

• Blue Ridge Parkway
• George Washington and Jefferson National Forests
• Mount Rogers National Recreation Area

En el censo^[2]​ de 2000, hubo 17.917 personas, 7.259 hogares y 5.088 familias residiendo en el condado. La densidad poblacional era de 40 personas por milla cuadrada (16/km²). En el 2000 había 9.123 unidades unifamiliares en una densidad de 21 por milla cuadrada (8/km²). La demografía del condado era de 91,70% blancos, 6,79% afroamericanos, 0,12% amerindios, 0,07% asiáticos, 0,03% isleños del Pacífico, 0,70% de otras razas y 0,60% de dos o más razas. 1,55% de la población era de origen hispano o latino de cualquier raza.

La renta promedio para un hogar del condado era de $28.676 y el ingreso promedio para una familia era de $35.076. En 2000 los hombres tenían un ingreso medio de $24.126 versus $17.856 para las mujeres. La renta per cápita para el condado era de $16.768 y el 13,60% de la población estaba bajo el umbral de pobreza nacional.

• Baywood
• Elk Creek
• Fries
• Independence
• Mouth of Wilson
• Whitetop

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• Sitio web del Condado de Grayson (en inglés)