Theo điều tra dân số vào tháng 3 năm 2005, tổng dân số của tỉnh là 265.128 người.

Vẫn chưa tính được tỷ lệ chính xác của khoảng 14 nhóm dân tộc khác nhau sống ở Oudomxay. Theo chính quyền tỉnh, có thể giả định các ước tính sau: Người Khmu (bao gồm Khmu Lu, Khmu Khong, Khmu Am, Khmu Bit) chiếm khoảng 60-80%, người Lao Loum 25%, người Hmong (gồm nhóm người Hmong Khao, Hmong Dam và Hmong lai) chiếm 15%. Các nhóm dân tộc thiểu số sống trong tỉnh bao gồm Akha, Phouthai (Thái đen & Thái trắng), Phou Noy (Phou Xang, Phou Kongsat, Phou Nhot), Lao Houy (còn gọi là "Lenten"), Phouan, Ly, Yang, Ikho và Ho.