Theo Viện Địa lý và Thống kê Brasil, năm 2010 thành phố có 5.940.224 người định cư.[16] Trong đó 3.234.812 là người da trắng (51,2%), 2.307.104 là người da nâu (36.5%), 724,197 là người da đen (11.5%), 46,484 người Đông Á (0.7%), 6,320 là người Amerindian (0.1%).[17]

Năm 2010, Rio de Janeiro là thành phố đông dân thứ 2 Brasil sau São Paulo.[18]. Cũng trong năm đó, thành phố có 1.200.697 cặp vợ chồng khác giới, và 5.612 cặp đồng giới (xem thêm Quyền LGBT ở Brazil). Dân số của Rio de Janeiro gồm 53,2% nữ và 46,8% nam.[17]

Trước khi người châu Âu đến thuộc địa hóa, có ít nhất bảy dân tộc bản địa và nói 20 ngôn ngữ trong vùng này. Một phần trong đó sử dụng tiếng Bồ Đào Nha và một nhóm khác sử dụng tiếng Pháp. Những người nói tiếng Pháp sau đó bị tiêu diệt bởi những người Bồ Đào Nha, trong khi phần khác đã bị đồng hóa.[19]

Rio de Janeiro là nơi định cư của phần lớn dân người Bồ Đào Nha ở ngoài Lisbon ở Bồ Đào Nha.[20][21] Sau khi độc lập khỏi Bồ Đào Nha, Rio de Janeiro trở thành nơi đến của hàng trăm ngàn người di cư khỏi Bồ Đào Nha, chủ yếu trong đầu thế kỷ XX. Người nhập cư chủ yếu là nông dân nghèo sau đó họ tìm thấy sự hưng thịnh khi làm công nhân và tiểu thương ở Rio.[22] Sự ảnh hưởng văn hóa của Bồ Đào Nha vẫn còn ở một số nơi trong thành phố (và các nơi khác của Rio de Janeiro), bao gồm kiến trúc và ngôn ngữ — hầu hết mỗi người bản địa của Brazil có liên kết văn hóa với Rio và nơi sinh sống biết cách làm thế nào để dễ dàng làm phân biệt giữa fluminense và các tiếng địa phương Brasil khác.

Cộng đồng người da đen được hình thành từ những cư dân mà tổ tiên của họ bị bán làm nô lệ, hầu hết từ Angola hoặc Mozambique, cũng như phần lớn người gốc Angolan, Mozambican và Tây Phi ở các phần khác của Brazil. Vũ điệu samba (từ Bahia với ảnh hưởng của Angolan) và các phiên bản lễ hội carnival địa phương nổi tiếng (từ châu Âu) đầu tiên chịu sự ảnh hưởng của cộng đồng người da đen ở Rio.