1850-ben Párizsnak körülbelül 600 000 lakosa volt. Ezután gyorsan növekedett, mivel az ipari terjeszkedés állandóan vonzotta az embereket a tartományokból. 1870-re a lakosság száma meghaladta az 1 000 000 főt, és 1931-re az agglomerációban mintegy 5 000 000 ember élt, akiknek több mint fele Párizs városában, a régi kapukon belüli közigazgatási városban élt. A második világháború után ez a növekedés folytatódott, és a 21. század elején Nagy-Párizsnak több mint 10 000 000 lakosa volt. Párizs város lakossága azonban folyamatosan csökkent, az 1931-es 2 900 000 fős csúcsról 2012-re nagyjából 2 200 000 főre, így öt párizsi lakosból körülbelül négy külvárosi lakos volt. Az eltolódás részben azért következett be, mert a tömeges lakásépítés csökkentette a város nagy népsűrűségét, bár az továbbra is jóval az észak-európai átlag felett maradt. Sok család költözött ki a főváros környéki kisebb városok újabb és tágasabb otthonaiba, így Párizs városában egy elöregedő, furcsán magányos lakosság maradt, a háztartások csaknem fele egyszemélyes. A 21. század első néhány évében azonban a város lakossága lassan növekedésnek indult. A születési arányok emelkedésével és az idősebbek fővárosi régión kívüli nyugdíjba vonulásával a párizsi lakosság is megfiatalodott.
A párizsi születésű párizsiak száma meghaladja a városon kívül születettekét, akik közül sokan megtartják tartományi vagy nemzetközi kötődéseiket. Ezért számos üzlet, étterem és városrész francia regionális vagy nemzetközi ízlésű. Míg a legtöbb nem anyanyelvi párizsi francia, a lakosság több mint egytizede külföldi születésű. A város külföldi lakosainak körülbelül egyharmada az Európai Unió tagállamaiból származik, de a legnagyobb bevándorlói csoportot az afrikai eredetű népek alkotják – különösen az észak-afrikai Algériából, Marokkóból és Tunéziából származó muszlim arabok. Az észak-afrikai származású családok általában a szegényebb északi negyedekben, illetve egyre inkább a fővárost körülvevő periférikus banlieues-okban (külvárosokban) tömörülnek. A 20. század végén és a 21. század elején a magas munkanélküliség és az alacsony társadalmi mobilitás faji és vallási feszültségeket táplált a banlieue-kben.
Ezek a feszültségek 2005 októberében forraltak ki, amikor két tinédzsert véletlenül áramütés ért, miközben a rendőrség elől bujkáltak a Párizstól északkeletre fekvő Clichy-sous-Bois banlieue-ban, egy elektromos alállomáson. Az ezt követő etnikai kisebbségi zavargások eloszlatták a franciák azon meggyőződését, hogy országuk példamutatóan integrálja a különböző vallású és etnikumú embereket. Három hét alatt a zavargások a Párizs környéki szatellitvárosokból átterjedtek az ország nagy részére. A diszkrimináció és a lehetőségek hiánya Franciaország erősen bevándorló külvárosaiban táplálta a tiltakozásokat, amelyek november 7-én éjjel tetőztek, és országszerte 274 települést érintettek. Másnap Jacques Chirac elnök szükségállapotot hirdetett. Csak november 17-én, közel 9000 autó felgyújtása és közel 3000 letartóztatás után jelentette be a francia rendőrség, hogy az autóégetés mértéke visszatért a “normális” szintre. A rendkívüli állapotot csak 2006 februárjában oldották fel.
A város jelentős fekete lakosságát a francia tengerentúli megyékből, Martinique-ról és Guadeloupe-ról, valamint nyugat- és közép-afrikai országokból, például Szenegálból, Maliból és a Kongói Demokratikus Köztársaságból származó bevándorlók alkotják. E bevándorlók közül sokan Párizs északkeleti részén élnek, akárcsak a kínai és török származásúak. A délkelet-ázsiai bevándorló csoportok Párizs délkeleti részén koncentrálódnak.
A lakosság nagy része névlegesen római katolikus, bár csak kis százalékuk jár rendszeresen misére. A muszlimok fontos jelenlétet képviselnek a városban, amit több tucat mecset, köztük az 5. kerületben található Grande Mosquée de Paris (1922-26) is bizonyít. A zsidó közösség központja a rue des Rosiers negyedben, a Marais negyedben található, ahol számos zsinagóga, kóser bolt és héber könyvesbolt található.