În 1850 Parisul avea aproximativ 600.000 de locuitori. Apoi a crescut rapid, deoarece expansiunea industrială a atras un flux constant de oameni din provincie. În 1870, populația a depășit 1.000.000 de locuitori, iar în 1931 conurbația cuprindea aproximativ 5.000.000 de persoane, mai mult de jumătate dintre acestea locuind în orașul Paris, orașul administrativ din cadrul vechilor porți. După cel de-al Doilea Război Mondial, această creștere a continuat, iar la începutul secolului XXI Marele Paris avea peste 10.000.000 de locuitori. Cu toate acestea, populația orașului Paris a scăzut în mod constant, de la un vârf de aproximativ 2.900.000 de locuitori în 1931 la aproximativ 2.200.000 de locuitori în 2012, astfel încât aproximativ patru din cinci parizieni erau suburbani. Schimbarea a avut loc în parte pentru că relocarea masivă a redus densitatea ridicată a orașului, deși aceasta a rămas cu mult peste media nord-europeană. Multe familii s-au mutat în locuințe mai noi și mai spațioase în orașele mai mici din jurul capitalei, lăsând orașul Paris cu o populație îmbătrânită și curios de singuratică, aproape jumătate dintre gospodării fiind formate dintr-o singură persoană. Cu toate acestea, în primii ani ai secolului XXI, populația orașului a început încet să crească. Odată cu creșterea ratei natalității și cu tendința persoanelor în vârstă de a se retrage în afara regiunii capitalei, populația pariziană a întinerit și ea.
Parisienii născuți în Paris sunt depășiți numeric de cei născuți în afara orașului, mulți dintre ei păstrându-și legăturile provinciale sau internaționale. Prin urmare, multe magazine, restaurante și cartiere au o aromă regională sau internațională franceză. În timp ce majoritatea parizienilor non-nativi sunt francezi, mai mult de o zecime din populație este născută în străinătate. Aproximativ o treime dintre rezidenții străini din oraș provin din țările membre ale Uniunii Europene, dar cele mai mari grupuri de imigranți sunt popoarele de origine africană – în special arabii musulmani din țările nord-africane Algeria, Maroc și Tunisia. În general, familiile de origine nord-africană se grupează în cartierele mai sărace din nord sau, din ce în ce mai mult, în banlieues (suburbii) periferice din jurul capitalei. La sfârșitul secolului al XX-lea și începutul secolului al XXI-lea, șomajul ridicat și mobilitatea socială scăzută au alimentat tensiunile rasiale și religioase din banlieues.
Aceste tensiuni au explodat în octombrie 2005, când doi adolescenți au fost electrocutați accidental în timp ce se ascundeau de poliție într-o stație electrică din Clichy-sous-Bois, un banlieue la nord-est de Paris. Revoltele minorităților etnice care au urmat au risipit convingerea multor francezi că țara lor a fost exemplară în ceea ce privește integrarea persoanelor de diferite religii și etnii. Timp de trei săptămâni, tulburările s-au răspândit din orașele-satelit din jurul Parisului în mare parte din restul țării. Discriminarea și lipsa de oportunități în suburbiile Franței cu un număr mare de imigranți au alimentat protestele, care au atins punctul culminant în noaptea de 7 noiembrie, afectând 274 de comune din întreaga țară. În ziua următoare, președintele Jacques Chirac a declarat starea de urgență. Abia la 17 noiembrie, după ce aproape 9.000 de mașini fuseseră incendiate și aproape 3.000 de arestări, poliția franceză a declarat că nivelul de incendiere a mașinilor a revenit la „normal”. Starea de urgență a fost ridicată abia în februarie 2006.
Populația de culoare considerabilă a orașului este formată din imigranți din departamentele franceze de peste mări Martinica și Guadelupa, precum și din țări din Africa Centrală și de Vest, cum ar fi Senegal, Mali și Republica Democrată Congo. Mulți dintre acești imigranți locuiesc în porțiunile nord-estice ale Parisului, la fel ca și persoanele de origine chineză și turcă. Grupurile de imigranți din Asia de Sud-Est sunt concentrate în sud-estul Parisului.
Cei mai mulți dintre locuitori sunt nominal romano-catolici, deși doar un mic procent participă la slujbă în mod regulat. Musulmanii sunt o prezență importantă în oraș, după cum o dovedesc zecile de moschei, inclusiv Grande Mosquée de Paris (1922-26) din arondismentul 5. Comunitatea evreiască este concentrată în cartierul rue des Rosiers din cartierul Marais, unde există numeroase sinagogi, magazine cușer și librării de carte ebraică.
.