Prema popisu stanovništva iz 2011. godine, Grad Zagreb ima 790.017 stanovnika. Šire gradsko područje okuplja više od milijun stanovnika. Prosječna starost stanovnika je 39,7 godina, a prema narodnosti većinu stanovnika čine Hrvati (oko 92 %), a od nacionalnih manjina najznačajnije skupine su: Srbi, Slovenci, Bošnjaci (bosanski muslimani) i Albanci. Prema vjeri većina Zagrepčana izjašnjava se katolicima (87 %), a ostale najznačajnije vjerske zajednice su: pravoslavna zajednica, islamska zajednica (2 %), Evangelička crkva, Reformirana kršćanska (kalvinska) crkva kao povijesne protestantske konfesije, Adventistička crkva, Baptistička crkva, židovska zajednica i Jehovini svjedoci. Oko 4 % izjašnjava se agnosticima, a 3,5 % ateistima.

Najveće gradske četvrti su: Trešnjevka (više od 120 000 stanovnika), Novi Zagreb (više od 110 000 stanovnika) i Dubrava (blizu 100 000 stanovnika). Po popisu stanovništva iz 1991. godine, naseljeno mjesto Zagreb imalo je 706 770 stanovnika, dok je Grad Zagreb imao 777 826 stanovnika. Metropolitansko područje grada imalo je 1 107 623 stanovnika 2013. godine.