2010年，兰州市常住人口为3616163人，2010兰州市常住人口中共有家庭户1112369户，家庭户人口为3138817人，平均每个家庭户的人口为2.82人，兰州市常住人口中，男性人口为1849809人，占51.15%；女性人口为1766354人，占48.85%。人口性别比，以女性为100，男性对女性的比例由2000年第五次中国人口普查的108.56下降为104.72。户籍人口322万，常住人口420万，其中，建成区内非农业常住人口261万人，外来流动人口50余万。
2010年，全市可识别的少数民族成份51个（除阿昌族、基诺族、珞巴族、布朗族外，其他少数民族都有），人口12.7万人，占全市人口总数的4.04％，其中信仰伊斯兰教10个少数民族人口约11万人。超过500人的少数民族有8个，即回族、满族、藏族、东乡族、蒙古族、土族、维吾尔族、土家族。
全市有3个少数民族聚居村，即城关区伏龙坪街道皋兰山回民村、红古区海石湾镇虎头崖回民村、榆中县连搭乡朱家沟回民村，共有回族人口3800人。