Dân số toàn xã Tân Thuỷ mới nhất (1/4/2016) theo điều tra là 10.206 người. Tức là đã vượt con số 1 vạn người (hạng thứ 4 huyện). Chiếm khoảng 1/17 dân số toàn huyện.

Top 3 thôn có dân số đông nhất là:

• Top 1: thôn Tân Ninh
• Top 2: thôn Tân Hoà
• Top 3: thôn Tân Thịnh

Thôn Tân Lỵ là thôn có dân số ít nhất. Theo tính toán thì mật độ dân cư tại Tân Thuỷ là 513 người/km². Tuy nhiên, phần lớn diện tích đất là đồi núi, hồ nước và đồng bằng nên những khu dân cư sinh sống thì mật độ dân cư có thể gấp hàng chục lần con số đó.