Conforme dados do último Censo Demográfico, realizado em 2010 pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), a população de Mato Grosso do Sul atingiu a marca de 2.449.024 habitantes, sendo a menor da Região Centro-Oeste. Esse contingente populacional corresponde a aproximadamente 1,28% da população atual do Brasil.
O território de Mato Grosso do Sul possui grandes vazios populacionais, fato constatado através da baixa densidade demográfica (população relativa), que atualmente é de 6,8 habitantes por quilômetro quadrado. O crescimento demográfico é de 1,7% ao ano, impulsionado pelo crescimento vegetativo e pelo intenso fluxo migratório com destino ao estado.
O povoamento de Mato Grosso do Sul ocorreu de forma significativa durante o século XIX. Contudo, foi durante o século XX, em especial com o desenvolvimento de políticas para a ocupação da porção oeste do território brasileiro e com a expansão da fronteira agrícola, que o contingente populacional do estado teve um grande aumento.
A população de Mato Grosso do Sul é bastante diversificada, composta por indígenas (o estado tem uma das maiores populações indígenas do país), imigrantes paulistas, mineiros, gaúchos, paranaenses e de vários estados do Nordeste, além de países como Bolívia, Paraguai, Japão, Alemanha, Espanha, Líbano, Síria, entre outros.
Assim como nas outras unidades federativas do Brasil, a maioria dos sul-mato-grossenses reside em áreas urbanas (85%). Campo Grande, capital estadual, é a cidade mais populosa, com 786.797 habitantes. Outros municípios que possuem mais de 100 mil habitantes são: Dourados (196.035), Corumbá (103.703) e Três Lagoas (101.791).
Mato Grosso do Sul apresenta bons indicadores socioeconômicos se comparados com a média nacional – o Índice de Desenvolvimento Humano (IDH) do estado é o 8° melhor do país. A taxa de mortalidade infantil é de 16,9 para cada mil habitantes, abaixo da média brasileira, que é de 22. No entanto, existe um grande déficit no acesso à rede de esgoto: menos da metade da população conta com esse serviço.