自治县建立之前，境地分属周围各县，无人口具体统计数字。一些学者在考察大瑶山瑶族社会时，曾对瑶族人口作过调查。1937年，唐兆民在上海《申报》发表的《广西大藤山瑶民之经济生活》，估计瑶族约17000人，其中盘瑶9000人、茶山瑶5600人、花蓝瑶800人、坳瑶1000人、山子瑶600人。
新中国成立前，盘瑶因开垦广阔的山地，需用劳力较多，故他们一般不控制人口增长。而茶山瑶、花蓝瑶、坳瑶则因耕地的限制，多采用服草药避孕、堕胎等方法控制人口的增长。
新中国成立后，由于少数民族政治地位和生产水平的提高，物质文化生活的改善，自治县人口健康发展。
1952年至1959年，为自治县人口增长的第一高峰期。这一期间，各族政治地位和生活水平大提高，促进了人口的大发展。1959年底人口比1952年净增9370人，7年间人口增长35.44%，年平均增长率为44.29‰。
1960年至1962年三年经济困难时期，人口略有下降。1962年底，自治县共有35209人，比1959年底还少511人。
1963年至1965年经济恢复时期，人口增长平稳，年平均增加2631人。
1966年至1978年“文化大革命”运动期间和粉碎“四人帮”初期，受无政府思潮影响，自治县内出现第二个人口增长高峰。1978年底共有55285人，比1965年底净增15667人。13年人口增长率39.55%，年平均人口增长率为23.02‰。
1978年以后，计划生育工作受到各级人民政府和群众的重视，得到正常开展，人口增长受到控制。1979年至1983年5年间，自治县人口仅增4049人，年平均人口增长率为10.04‰。
1984年，桐木、头排、七建、三江等乡镇划入后，总人口增加112.77%，年末总人口126240人，人口增长率有所上升。1987年底，自治县共有134763人，人口比1984年底净增8523人，年平均人口增长率为22.01‰。
在此之后，由于计划生育工作坚持以宣传教育为主、以避孕为主、以经常性工作为主的“三为主”政策，并纳入法制管理轨道，使自治县人口增长得到有效控制。2011年底，自治县总人口155268人。2014年底，总人口为15.46万人，其中瑶族人口占34.8%。
自治县成立以来，随着人口不断增长，人口密度逐年增大。1952年自治县成立时，人口密度为12.59人/平方公里；1962年16.81人/平方公里、1978年26.33人/平方公里、1983年28.25人/平方公里、1984年50.6人/平方公里、1995年57.15人/平方公里、2007年62.18人、2011年62.85人/平方公里。2014年61.86人／平方公里。
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