双城设治前，已有少许土著名民和流民在此谋生。嘉庆二十年，1815年至道光流年，1827年移来屯垦旗丁3000人.京旗487户。当时旗人不诸耕作，需雇用大量汉族流民，所以满汉族人口均有增加。光绪十六年，1890年，双城厅编定民户1831户，口26237。双城堡编定八旗行差人丁户560，丁口5427。宣统二年，1910年双城府共丁有村屯416个，62647户，441544人。其中满族34697户，227321人，汉族27950户，214223人。
民国5年，1916年双城市共有51757户，438951人，其中男235609人，女203342人。
伪满大同元年，1932年双城市总人口为460798人。
伪满康德元年，1934年双城市入口为493506人。
伪满康德12年，1945年双城市总人口为532189人。
1946年末，双城之拉林设市制，随将其所属之爱林、爱富等6个村划归拉林市，计7000人。1947年移民至通河、苇河两市计1807户，7313人，加之双城市是当时解放战争的前线，参军、参战，支援前线等，双城区人口大幅度下降，时为81192户，421899人。
1953年，进行第一次人口普查，双城区共82490户，411281人，其中男206091人，女204990人。
1964年进行第二次人口普查，双城区为98851户，508957人，其中男261584人，女247373人。比1953年增加16361户，97676人，增长23.7%。
1982年进行第三次人口普查，双城区为147304户，684380人，其中男348541人，女335839人。比1964年增加175423人。增长34.5%。
1985年末双城为149726户，697942人，比1982年增加13562人，增长1.98%。
1949年至1985年，双城区共增加285043人，增长69%。
2010年末户籍总人口821756人，其中：男性人口417822人；女性人口403934人。其中，城镇人口184770人，农村人口636986人。在总人口中，非农业人口171092人，农业人口650664人。人口自然增长率5.7%。
2013年，双城总人口83万人。 1982年双城总人口为684380人，其中汉族552835人。占80.8%，其他14个少数民族，共131545人，占19.2%。
2010年，在少数民族中，满族128382人，蒙古族1401人，朝鲜族601人，锡伯族595人，回族491人，壮族36人，苗族16人，达斡尔族8人，彝族4人，侗族4人，维吾尔族2人，藏族1人，土族1人。加入中国籍的外国人3人。
