Trải qua hơn một trăm năm lịch sử, từ một trung tâm nghỉ dưỡng trở thành một đô thị lớn, cộng đồng dân cư Đà Lạt thay đổi theo quá trình hình thành và phát triển của thành phố. Vào năm 1893, khi bác sĩ Alexandre Yersin đến cao nguyên Lâm Viên, nơi đây chỉ là một vùng dân cư thưa thớt, một vài ngôi làng của người Lạch tập trung ở chân núi.[60] Đến tận năm 1902, khi dự án xây dựng một thành phố của Toàn quyền Paul Doumer dừng lại, cư dân Đà Lạt vẫn chỉ là những nhóm dân tộc thiểu số người Lạch, người Chil cùng một nhóm nhỏ người Việt di cư lên đây từ trước đó. Năm 1906, một lần nữa, nơi đây được chọn làm nơi nghỉ dưỡng dành cho công chức và binh sĩ Pháp, ngoài các cư dân bản địa, ở Đà Lạt bắt đầu có các công chức người Pháp, những du khách châu Âu, và người Việt cũng bắt đầu tới đây nhiều hơn trước.[60] Giai đoạn sau Chiến tranh thế giới thứ nhất là thời kỳ thành phố phát triển mạnh mẽ. Cơ sở hạ tầng cùng đường sá được xây dựng khiến dân cư từ nhiều nơi tới Đà Lạt định cư, du lịch và nghỉ dưỡng. Dân số Đà Lạt đã tăng lên đáng kể từ 1.500 người vào năm 1923 lên 11.500 người năm 1939.[61] Những năm Chiến tranh thế giới thứ hai, nhiều người Pháp không thể trở về nghỉ ở quê hương và Đà Lạt trở thành điểm đến của họ. Thành phố tiếp tục được mở rộng và dân số tăng lên nhanh chóng, từ 13.000 người năm 1940 lên 25.500 người vào năm 1944.[62]

Những biến cố của cuộc chiến tranh Đông Dương ảnh hưởng mạnh mẽ tới dân số Đà Lạt. Thời kỳ này rất nhiều cư dân của thành phố lánh về Cầu Đất, Đơn Dương, Ninh Thuận, Bình Thuận hoặc trở về quê hương cũ. Vào năm 1946, dân số Đà Lạt chỉ còn khoảng 5.200 người, khiến người Pháp gọi nơi đây là "thành phố quạnh hiu".[62] Nhưng khoảng thời gian tiếp theo, khi Đà Lạt một lần nữa thuộc về người Pháp, các hoạt động kinh tế, xã hội dần ổn định trở lại. Vào cuối năm 1952, dân số thành phố đạt 25.041 người, trong đó có 1.217 người châu Âu, 752 người Hoa, 22.232 người Kinh và 840 người dân tộc bản địa.[63] Cuối năm 1953, đầu năm 1954, cuộc chiến tranh Đông Dương bước vào giai đoạn khốc liệt nhất, Đà Lạt trở thành nơi dân cư các tỉnh lân cận tìm đến để tỵ nạn chiến tranh. Năm 1954, sau hiệp định Genève, thành phố đón nhận một lượng lớn những di dân từ miền Bắc cùng làn sóng người miền Trung đến lập nghiệp, khiến dân số Đà Lạt tăng vọt từ 25.000 người năm 1954 lên 58.958 người vào năm 1956. Dân số thành phố gia tăng điều hòa trong thập niên 1960, nhưng giảm sút trong thập niên 1970, khi chiến tranh Việt Nam bước vào giai đoạn căng thẳng.[63] Khoảng thời gian đầu sau sự kiện 30 tháng 4 năm 1975, nhiều người phục vụ trong quân đội, chính quyền Việt Nam Cộng hòa trở về quê quán khiến dân số Đà Lạt giảm xuống, nhưng sau đó được bổ sung bởi các di dân mới từ miền Bắc và miền Trung. Cuối thế kỷ 20, địa giới hành chính Đà Lạt được mở rộng, dân số thành phố tăng lên mạnh mẽ và có sự gia tăng dân số cơ học đáng kể.[64] Năm 2011, Đà Lạt có dân số 211.696 người, chiếm 17,4% dân số của tỉnh Lâm Đồng, mật độ 536 người/km².[1]

Trong lịch sử, Đà Lạt từng là nơi sinh sống của nhiều nhóm dân cư có nguồn gốc đa dạng, từ người Kinh, người Cơ Ho đến những người Hoa, người Pháp. Ngày nay, phần lớn cư dân của thành phố là người Kinh, phần nhỏ còn lại gồm những người Hoa, người Cơ Ho và các dân tộc thiểu số khác như Tày, Nùng, Chăm...[65] Theo số liệu năm 2011, Đà Lạt có 191.803 cư dân thành thị,[66] tương đương 90%. Cấu trúc theo giới tính, thành phố có 100.520 cư dân nam và 111.176 cư dân nữ.[67][68] Cũng như các đô thị khác, mật độ dân số của Đà Lạt không đồng đều, dân cư tập trung nhiều nhất ở các phường trung tâm như Phường 1, Phường 2, Phường 6. Ở ngoại thành, cư dân sống chủ yếu bằng nông nghiệp, lâm nghiệp và tiểu thủ công nghiệp, trong đó nông nghiệp chiếm một phần quan trọng. Khu vực ngoại thành của Đà Lạt rõ nét nhất là các xã Xuân Trường, Xuân Thọ và Tà Nung.[69]

Hiện nay, trên địa bàn thành phố Đà Lạt đã và đang hình thành một số khu đô thị mới như khu đô thị Golf Valley Đà Lạt, khu đô thị Đà Lạt Green,...