2000년대까지는 전체적으로 인구가 계속 증가하는 지역으나 이후 점진적인 감소 추세를 보이고 있다. 연도별 인구추이는 1960년 8만 7,280명, 1970년 11만 3,651명, 1980년 16만 1,009명, 1990년 17만 3,164명으로 1960~70년에 30.2%, 1970~80년에 41.7%, 1980~90년에 7.5%씩 각각 증가했다. 이는 이 지역이 남해안 일대의 어업 중심지이자 수산물집산지로서 인구 흡입력이 크기 때문이었다. 그러나 2000년 32만 4,217명을 정점으로 증가세가 꺾인 이후 지속적인 이농, 이어현상과 출산율 저하에 따라 인구 감소 추세를 보여왔다.

2005년 30만 1,389명, 2010년 29만 5,878명, 2015년 29만 168명을 기록하면서 감소 추세가 계속된 가운데, 2024년 기준 27만 1,413명으로 집계되었다. 가구수는 128,709가구, 가구당 인구는 2.11으로 가구당 인구수도 줄어드는 추세이다. 남자가 13만 9,685명(50.85%), 여자가 13만 4,810명(49.15%)로 성비는 103.45를 보이고 있다. 행정동별 인구분포를 살펴보면 시전동(4만 3,339명)에 전체인구의 약 11.8%가 분포하며, 인구분포가 가장 적은 곳은 묘도동(1,107명)이다. 면 단위에서는 소라면(2만 1,823명)에 인구분포가 가장 높게 나타난다(2024).