En 1667, on comptait 213 habitants dans la ville de Trois-Rivières et 362 au Cap-de-la-Madeleine.
En 1681, on comptait 150 habitants dans la ville de Trois-Rivières et 204 au Cap-de-la-Madeleine.
Vers 1790, la population la ville de Trois-Rivières était de 1 213 âmes.
Vers 1815, elle était d'environ 2 500.
En 1831, elle était de 2 627. Les anglophones constituaient 15 % de la population trifluvienne.
En 1841, elle était d'environ 3 800 âmes.
En 1851, elle était de 4 936.
En 1871, le quartier Saint-Philippe de Trois-Rivières comptait 2 444 âmes.
En 1901, la population la ville de Trois-Rivières était de 9 981.
En 1917, la population du quartier Saint-Philippe atteignait 4 375 âmes.
En 1951, selon le Recensement du Canada, la ville de Trois-Rivières comptait 46 074 habitants.
En 1960, la population la ville de Trois-Rivières était d'environ 55 000 âmes.
Les populations des municipalités qui ont formé la nouvelle ville de Trois-Rivières le 1er janvier 2002 étaient (au 14 décembre 2000, selon le décret 1434-2000 du Gouvernement du Québec, publié dans la Gazette officielle du Québec, 132e année, no 52, 27 décembre 2000, partie 2, page 7736):
- Trois-Rivières: 48 285
- Cap-de-la-Madeleine: 32 927
- Trois-Rivières-Ouest: 24 170
- Saint-Louis-de-France: 7 798
- Pointe-du-Lac: 6 846
- Sainte-Marthe-du-Cap: 6 428
( Total: 126 454 )
Population de la ville de Trois-Rivières:
2001 126 454
2002 126 438
2003 125 983
2004 124 537
2005 125 086
En 2002, avec une superficie de 288,5 kilomètres carrés et une population de plus de 126 000 habitants, la Ville de Trois-Rivières se situait au huitième rang des plus importantes villes du Québec.