Tính đến cuối 2007, tổng nhân khẩu của tỉnh Liêu Ninh là 42.317.000 người, trong năm, số người được sinh ra là 348.000 người, tỷ suất sinh đạt 8,2‰, số người tử vong là 245.000 người, tỷ suất tử vong đạt 5,8‰.[23] Tính đến cuối năm 2009, số người trên 60 tuổi của tỉnh Liêu Ninh chiếm 14,93% tổng nhân khẩu. Năm 2009, tuổi thọ cư dân đô thị của tỉnh Liêu Ninh là 76,69 tuổi, tuổi thọ của cư dân nông thôn trong tỉnh là 73,96 tuổi, tuổi thọ bình quân chung là 75,35 tuổi.[30] Năm 2008, chỉ số phát triển con người (HDI) của tỉnh Liêu Ninh là 0,835.[31]

Liêu Ninh là một trong các tỉnh có số nhân khẩu dân tộc thiểu số lớn tại Trung Quốc. Bên cạnh người Hán chiếm đa số, tỉnh Liêu Ninh còn có người Mãn, người Mông Cổ, người Hồi, người Triều Tiên và người Tích Bá cùng 51 dân tộc khác sinh sống. Theo số liệu năm 2007, tỉnh Liêu Ninh có khoảng 6,7 triệu người dân tộc thiểu số, đứng thứ 5 tại Trung Quốc và chiếm 16,02% tổng dân số toàn tỉnh. Toàn tỉnh Liêu Ninh có 8 huyện tự trị dân tộc, trong đó có 6 huyện tự trị dân tộc Mãn là Tân Tân, Tụ Nham, Thanh Nguyên, Bản Khê, Hoàn Nhân, Khoan Điện, 2 huyện tự trị dân tộc Mông Cổ là Khách Lạt Thấm Tả Dực và Phụ Tân. Ngoài ra, tỉnh Liêu Ninh còn có hai huyện được hưởng chính sách đãi ngộ cho huyện tự trị dân tộc là Phượng Thành và Bắc Trấn. 8 huyện tự trị dân tộc có tổng diện tích là 34.300 km², chiếm 23,3% diện tích của tỉnh Liêu Ninh. Các dân tộc thiểu số chiếm 54,3% tổng dân số của 8 huyện tự trị của tỉnh Liêu Ninh. Tỉnh Liêu Ninh còn có 77 hương dân tộc.[23]

Khu vực Đại Liên và Đan Đông của tỉnh Liêu Ninh nói Quan thoại Giao-Liêu giống như ở khu vực bán đảo Sơn Đông tại tỉnh Sơn Đông. Khu vực còn lại của tỉnh Liêu Ninh nói Quan thoại Đông Bắc.