Đầu thời Nhà Thanh, do là nơi phát tích của người Mãn, khu vực tỉnh Cát Lâm được liệt vào cấm địa (tức cấm người Hán di cư đến). Đến cuối thời Nhà Thanh, triều đình đã bãi bỏ lệnh cấm và thực hiện chính sách "di dân thật biên" sau khi để mất Ngoại Mãn Châu, cho phép người Hán di cư ra ngoài Quan Ngoại (tức vùng đất ngoài Sơn Hải quan), sự kiện này được gọi là Sấm Quan Đông (闯关东), nhân khẩu vùng đất nay là tỉnh Cát Lâm đã có mức tăng trưởng đáng kể.[21] Năm 2007, tỉnh Cát Lâm có 26.960.500 cư dân, trong đó có 12.158.900 người được xác định là nhân khẩu phi nông nghiệp (chiếm 45,1%) và 14.801.600 người được xác định là nhân khẩu nông nghiệp (54,9%).[21]

Trong giai đoạn 1950-1955, tỷ xuất sinh và tỷ lệ tăng dân số tự nhiên của tỉnh Cát Lâm lần lượt đạt 40,07 ‰, và 31,85 ‰; trong giai đoạn 1962-1972, thì tỷ lệ tương ứng là 37,33‰ và 28,66‰. Từ năm 1974, do thực hiện chính sách kế hoạch hóa gia đình, tỷ suất sinh và tốc độ tăng dân số tự nhiên trên địa bàn tỉnh Cát Lâm đã giảm xuống. Trong giai đoạn 1986-1990, tỷ xuất sinh và tốc độ tăng dân số tự nhiên của tỉnh lần lượt là 18,99‰ và 13,05‰.[45]

Trong khoảng cuối những năm 2000, tình hình dân số của tỉnh Cát Lâm là tỷ xuất sinh thấp, tỷ xuất tử vong thấp và dân số tăng trưởng ở mức thấp.[45] Tính đến cuối năm 2011, tổng nhân khẩu toàn tỉnh Cát Lâm là khoảng 27.494.100 người, trong năm này, tỷ xuất sinh trên địa bàn là 6,53‰ còn tỷ xuất tử vong là 5,51‰, tỷ lệ giới tính là 102,68 nam/100 nữ. Tỉnh Cát Lâm có sự hiện diện của 44/56 dân tộc được công nhận tại Trung Quốc, trong đó người Hán chiếm chủ đạo với số nhân khẩu là 24.816.300 người, chiếm 90,97%. Trong số các dân tộc thiểu số tại tỉnh Cát Lâm, người Triều Tiên, người Mãn, người Mông Cổ, người Hồi và người Tích Bá là các dân tộc đã sinh sống nhiều đời trên địa bàn. Người Triều Tiên chủ yếu phân bố ở Diên Biên, TP. Cát Lâm, Thông Hoa và Bạch Sơn, tức đông bộ Cát Lâm. Người Mông Cổ và người Tích Bá chủ yếu phân bố tại Bạch Thành và Tùng Nguyên, tức viễn tây Cát Lâm. Người Mãn và người Hồi cư trú phần lớn tại Trường Xuân, TP. Cát Lâm, Thông Hóa, Tứ Bình.[20] Cư dân Cát Lâm chủ yếu nói Quan thoại Đông Bắc, trong đó, có 2/3 phương ngữ của Quan thoại Đông Bắc được nói trên địa bàn tỉnh: phương ngữ Cát-Thẩm (吉瀋片) và phương ngữ Cáp-Phụ (哈阜片).

Tỉnh Cát Lâm có châu tự trị dân tộc Triều Tiên Diên Biên, huyện tự trị dân tộc Triều Tiên Trường Bạch, huyện tự trị dân tộc Mông Cổ Tiền Quách Nhĩ La Tư, huyện tự trị dân tộc Mãn Y Thông. Ngoài ra, trên địa bàn tỉnh Cát Lâm còn có 34 hương (trấn) dân tộc, trong đó có 10 hương dân tộc Mông Cổ, 10 hương (trấn) dân tộc Mãn, 7 hương (trấn) dân tộc Triều Tiên, 3 hương dân tộc Mãn-dân tộc Triều Tiên, 2 hương dân tộc Triều Tiên-dân tộc Mãn.[20]

Hiện nay, số người dân tộc Triều Tiên tại Trung Quốc nói chung và tỉnh Cát Lâm nói riêng chủ yếu là hậu duệ của những người di cư từ bán đảo Triều Tiên từ năm 1860 đến năm 1945. Trong những năm 1860, một loạt thiên tai đã xảy ra tại Triều Tiên, dẫn đến nạn đói thảm khốc. Cùng với sự nới lỏng kiểm soát biên giới và chấp nhận di dân từ bên ngoài đến vùng Đông Bắc Trung Quốc (Sấm Quan Đông) của Nhà Thanh, nhiều người Triều Tiên đã lựa chọn di cư. Khoảng năm 1894, một ước tính cho thấy có 34.000 người Triều Tiên sống ở Đại Thanh Quốc, với số lượng ngày càng tăng và lên 109.500 vào năm 1910. Sau khi Nhật Bản chiếm đóng Triều Tiên, nhiều người Triều Tiên cũng đã di chuyển đến Trung Quốc. Sau năm 1949, ước tính có khoảng 600.000 người, tương đương 40% số người Triều Tiên tại Trung Quốc vào thời điểm đó, đã chọn lựa hồi hương về bán đảo Triều Tiên. Những người còn lại đã chọn ở lại Trung Quốc và đã nhận quốc tịch Trung Quốc từ 1949 (kết thúc Nội chiến Trung Quốc) đến năm 1952. Tuy nhiên, khoảng năm 1990 trở lại đây, dân số dân tộc Triều Tiên ở châu tự trị Diên Biên đã giảm xuống do di cư. Tỷ lệ dân tộc Triều Tiên ở đây đã giảm từ 60,2% năm 1953 xuống 36,3% năm 2000. Sự thay đổi này phản ánh những biến động trong xã hội của người dân tộc Triều Tiên do nền kinh tế tăng trưởng cao của Trung Quốc. Người Triều Tiên là một trong những dân tộc có trình độ giáo dục cao nhất tại Trung Quốc,[46] và được coi là mẫu mực cho các dân tộc thiểu số.[47] Hầu hết người Trung Quốc gốc Triều Tiên có nguồn gốc từ vùng Hamgyong của Bắc Triều Tiên, và họ nói phương ngữ Hamgyong của tiếng Triều Tiên.[48]

Tôn giáo

Số tín đồ Phật giáo trên địa bàn tỉnh Cát Lâm được ước tính là khoảng 450.000 người, đại đa số thuộc phái Tịnh độ tông song cũng có thiểu số theo Thiên Thai tông, Thiền tông, Tào Động tông và các tông phái khác song đặc điểm tông phái không được thể hiện rõ ràng. Các cơ sở Phật giáo chủ yếu là Bàn Nhược tự (般若寺) ở Trường Xuân, Bắc Sơn miếu quần (北山庙群) ở tp Cát Lâm, Di Đà tự (弥陀寺) ở Liêu Nguyên, Chính Giác tự (正觉寺) ở Đôn Hóa, Thái Gia Câu Từ Vân tự (蔡家沟慈云寺) tại huyện Phù Dư, Tịnh Nghiệp Liên tự (净业莲寺) tại Tứ Bình, Long Tuyền tự (龙泉寺) tại Mai Hà Khẩu, Hoa Nghiêm tự (华严寺) tại Bạch Thành, Thanh Sơn tự (青山寺) tại Bạch Thành.[49]

Đạo giáo đã truyền đến địa phận tỉnh Cát Lâm ngày nay từ nửa sau thế kỷ VI, bị đứt đoạn vào thời Nguyên và Minh. Năm Khang Hi thứ 3 (1664) thời Thanh, tôn giáo này lại được truyền đến tỉnh, đến năm 1948 thì toàn tỉnh có 125 cung quán, trên 900 đạo sĩ. Hiện nay, toàn tỉnh Cát Lâm có 14 cung quán với 79 đạo sĩ và trên 8.600 tín đồ Đạo giáo. Các cơ sở Đạo giáo chủ yếu là Ngọc Hoàng các tại Thông Hóa và Phúc Thọ cung tại Liêu Nguyên.[50]

Toàn tỉnh Cát Lâm có khoảng trên 140.000 người[51] theo Hồi giáo với gần 90 thánh đường Hồi giáo (gọi là thanh chân tự). Các thánh đường Hồi giáo chủ yếu trên địa bàn tỉnh là: Thanh chân tự Trường Xuân (长春市清真寺), Tống Gia thanh chân tự (宋家清真寺) tại Trường Xuân, Hạo Nguyệt Lễ Bái điện (长春皓月礼拜殿) tại Trường Xuân, Bắc thanh chân tự tại Cát Lâm, Tây thanh chân tự tại Cát Lâm, Đông thanh chân tự tại Cát Lâm, Củng Bắc thanh chân tự tại Cát Lâm.

Tính Cát Lâm hiện có khoảng gần 80.000[52] tín đồ Công giáo La Mã, có 72 giáo đường đăng ký chính thức. Do yếu tố lịch sử, đại bộ phận tín đồ Công giáo tại tỉnh Cát Lâm sinh sống tại nông thôn, hình thàh các điểm tụ cư. Các giáo đường chủ yếu gồm nhà thờ thánh Têrêsa Trường Xuân, nhà thờ Thánh Tâm Cát Lâm (吉林耶稣圣心堂).

Tỉnh Cát Lâm có khoảng gần 360.000[53] tín đồ Tin Lành, chiếm 37% số tín đồ các tôn giáo trên địa bàn, với hơn 1.300 cơ sở đăng ký hoạt động chính thức. Các giáo đường Tin Lành chủ yếu gồm nhà thờ Tin Lành Trường Xuân (长春基督教会), nhà thờ Tin Lành tp Cát Lâm, nhà thờ Tin Lành Tứ Bình, nhà thờ Tin Lành Thông Hóa.