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Osterhofen liegt zwischen Plattling und Vilshofen an der Donau in der Gäubodenlandschaft; im Norden berührt das Stadtgebiet die Donau, im Süden reicht es bis ins Vilstal. Neben einem Kloster entstand schon gegen Ende des 12. Jahrhunderts ein Markt; 1378 gründete Landgraf Johann von Leuchtenberg unweit davon die neue Stadt Osterhofen, wodurch der alte Ortskern zum heutigen Gemeindeteil Altenmarkt herabsank.
Dort steht mit der Basilika St. Margaretha ein Hauptwerk des Baumeisters Johann Michael Fischer: Die 1726 errichtete Wandpfeilerkirche erhielt ihre Ausstattung von den beiden Malerbrüdern Asam und wurde 1983 zur Basilica minor erhoben. Im Gemeindeteil Schmiedorf entdeckte man 1984 eine mehrere Jahrtausende alte, exakt kreisförmige Grabenanlage aus der Bandkeramikzeit – einer der ältesten Belege menschlicher Bautätigkeit in der Region.
Osterhofen zählt 11.941 Einwohnerinnen und Einwohner auf 110,8 km², das entspricht 108 je Quadratkilometer. Die Stadt liegt an der Bahnstrecke Regensburg–Passau und am Donauradweg. Nachbarorte sind unter anderem Eichendorf, Roßbach und Aldersbach, eine der Vorwahlen lautet 09932.