1850年のパリの人口は約60万人だった。 その後、工業の発展により地方から続々と人が集まり、急速に発展した。 1870年には人口が100万人を超え、1931年には約500万人となり、その半数以上が旧市街の行政都市であるパリ市に居住していた。 第二次世界大戦後もこの成長は続き、21世紀初頭にはグレーター・パリの人口は1000万人を超えている。 しかし、パリ市の人口は1931年の約290万人をピークに減少を続け、2012年には約220万人となり、パリ市民の5人に4人は郊外に住むようになった。 これは、パリが北欧の平均を大きく上回る高密度を維持していたにもかかわらず、大規模な住宅建て替えにより、その密度が低下したことが一因である。 その結果、パリ市は高齢化が進み、半数近くが1人暮らしという、不思議なほど孤独な都市となった。 しかし、21世紀に入ってから、パリ市の人口は徐々に増え始めている。 出生率が上昇し、高齢者が首都圏の外に引退する傾向にあるため、パリの人口も若年化している。
パリ生まれのパリジャンは、市外で生まれた人よりも多く、その多くは地方や海外とのつながりを持ち続けている。 それゆえ、多くの店やレストラン、近隣の街は、フランスの地方や国際的な香りを漂わせている。 パリ市民のほとんどがフランス人だが、人口の10分の1以上は外国生まれである。 3分の1はEU加盟国の出身者だが、最も多いのはアフリカ系で、特に北アフリカのアルジェリア、モロッコ、チュニジアのイスラム系アラブ人である。 一般に、北アフリカ出身の家族は、北部の貧しい地区や、最近では首都を囲む周辺のバンリュー（郊外）に集まっている。 20世紀後半から21世紀初頭にかけて、高い失業率と低い社会的流動性がバンリューの人種的・宗教的緊張を助長した。
2005年10月、パリ北東のバンリュー、クリシー・スー・ボワで警察から隠れながら、2人の10代の若者が誤って変電所で感電死したとき、これらの緊張は沸騰した。 その後、少数民族による暴動が起こり、多くのフランス人が抱いていた「異なる宗教や民族の融和という点では、フランスは模範的な国である」という思いが払拭された。 暴動は3週間にわたり、パリ周辺の衛星都市からフランス全土に拡大した。 移民が多い郊外での差別や機会の欠如が、抗議行動に拍車をかけ、11月7日の夜にはピークに達し、全国274のコミューンに影響を与えた。 翌日、シラク大統領は非常事態を宣言した。 11月17日、9000台の車が燃やされ、3000人近くが逮捕された後、フランス警察は、車の燃やし方が「正常」に戻ったと宣言したのである。
この都市のかなりの黒人人口は、フランスの海外県であるマルティニークとグアドループ、およびセネガル、マリ、コンゴ民主共和国などの西アフリカと中央アフリカ諸国からの移民で占められている。 パリ北東部にはこれらの移民が多く、中国系やトルコ系の人々も住んでいる。 東南アジアからの移民はパリ南東部に集中している。
人口のほとんどは名目上ローマ・カトリック教徒であるが、定期的にミサに参加している人はごくわずかである。 イスラム教徒は、5区にあるパリ大モスク（1922-26年）を含む数十のモスクがあることからもわかるように、この都市で重要な存在である。 ユダヤ人社会はマレ地区のロジエ通りに集中しており、シナゴーグやコーシャ店、ヘブライ語の本屋などが多くある。