Huelva cuenta con 146.173 habitantes (INE 2007) La ciudad tuvo un importante despegue poblacional a raíz de la explotación de las minas de la provincia en el siglo XIX y la construcción del Polo de Desarrollo ya en los años 60 del siglo XX. Si en 1787 la ciudad contaba con 5.377 habitantes y en 1857 con 8.519, a partir de 1887 se produce un importante crecimiento llegando la población a 18.195 almas. A partir de ahí este aumento de habitantes es significativo, desde los 21.359 el primer año del siglo XX a los 56.427 cuarenta años después. En 1960 alcanza los 74.384 onubenses censados y diez años después, con el Polo ya en funcionamiento, se llega a los 96.689. A partir de esos años se produce una explosión demográfica: 127.806 en 1981 y 144.479 en 1991.

En los últimos diez años se ha producido otro aumento poblacional causado tanto por la inmigración extranjera como por la gente de la provincia que se traslada a la capital. Así la ciudad supera en 2007 la barrera de los 145.000 habitantes y con su área metropolitana roza los 225.000, englobando las principales localidades de alrededor (Aljaraque, Moguer, San Juan del Puerto, Punta Umbría, Gibraleón y Palos de la Frontera). El censo de 2007 indica una población extranjera en el núcleo urbano 5.654 personas, la mayoría de ellas (15,14%) procedentes de Marruecos.