Theo dữ liệu thu thập được trong cuộc điều tra dân số năm 2002 của Viện thống kê quốc gia, dân số khu vực đô thị Santiago đã đạt 5.242.590 người, tương đương với 35,91% trong tổng dân số và 89,56% tổng dân số khu vực. Con số này phản ánh sự tăng trưởng rộng lớn trong dân số của thành phố trong thế kỷ 20: năm 1907 đã có 383.587 cư dân; 1.010.102 vào năm 1940; 2.009.118 vào năm 1960; 3.899.619 năm 1982; và 4.729.128 vào năm 1992. (tỷ lệ phần trăm dân số, năm 2007)

Sự tăng trưởng dân số của Santiago đã trải qua một số thay đổi trong quá trình lịch sử của nó. Trong những năm đầu của nó, thành phố có tỷ lệ tăng trưởng 2,68% mỗi năm cho đến thế kỷ 17, sau đó xuống dưới 2% mỗi năm cho đến những con số đầu thế kỷ 20. Trong suốt thế kỷ 20, Santiago đã trải qua một vụ nổ dân số khi nó hấp thụ di cư từ các trại khai mỏ ở miền bắc Chile trong cuộc khủng hoảng kinh tế những năm 1930. Dân số tăng mạnh qua di cư từ các khu vực nông thôn từ 1940 đến 1960. Sự di cư này đi kèm với tỷ lệ sinh cao và tăng trưởng hàng năm đạt 4,92% trong giai đoạn từ 1952 đến 1960. Tăng trưởng đã giảm, đạt 1,35% vào đầu những năm 2000. Quy mô của thành phố mở rộng liên tục; 20.000 ha của Santiago bao gồm năm 1960 tăng gấp đôi vào năm 1980, đạt đến 64.140 ha vào năm 2002. Mật độ dân số ở Santiago là 8.446 người/km2.

Dân số của Santiago đã có sự gia tăng đều đặn trong những năm gần đây. Năm 1990 tổng dân số dưới 20 tuổi là 38,04% và 8,86% trên 60 tuổi. Ước tính năm 2007 cho thấy 32,89% nam giới và 30,73% phụ nữ dưới 20 tuổi, trong khi 10,23% nam giới và 13,43% phụ nữ hơn 60 năm. Trong năm 2020, con số này là 26,69% ​​và 16,79%.

4.313.719 người ở Chile nói rằng họ sinh ra ở một trong những xã của vùng đô thị Santiago, theo cuộc Tổng điều tra năm 2002, chiếm 28,54% tổng số quốc gia. 67,6% cư dân hiện tại của Santiago tuyên bố đã được sinh ra tại một trong những xã của khu vực đô thị. 2,11% dân số là người nhập cư, chủ yếu từ các quốc gia Mỹ Latinh khác như Argentina và Peru.