ตามข้อมูลจำนวนประชากรของสำนักทะเบียนกลาง กรมการปกครอง ณ วันที่ 31 ธันวาคม พ.ศ. 2561 จังหวัดนนทบุรีมีประชากร 1,246,295 คน คิดเป็นอันดับที่ 15 ของประเทศ โดยแบ่งเป็นประชากรเพศชาย 581,620 คน และประชากรเพศหญิง 664,675 คน[4] นอกจากนี้ยังมีความหนาแน่นประชากรโดยเฉลี่ยถึง 2,002.71 คนต่อตารางกิโลเมตร ซึ่งมากเป็นอันดับที่ 2 ของประเทศรองจากกรุงเทพมหานคร อำเภอที่มีประชากรหนาแน่นมากที่สุดคืออำเภอเมืองนนทบุรี มีประชากรอาศัยอยู่หนาแน่นถึง 4,748.37 คนต่อตารางกิโลเมตร รองลงไปได้แก่อำเภอปากเกร็ด อำเภอบางกรวย อำเภอบางบัวทอง และอำเภอบางใหญ่ ส่วนอำเภอที่ประชากรเบาบางที่สุดคืออำเภอไทรน้อยซึ่งมีความหนาแน่นประชากรเฉลี่ย 361.71 คนต่อตารางกิโลเมตร

ประชากรในจังหวัดนนทบุรีประกอบด้วยหลายเชื้อชาติทั้งไทย (มีจำนวนมากที่สุด มีอยู่ทั่วไปในจังหวัด) จีน มอญ (อพยพมาในสมัยกรุงธนบุรีและสมัยรัชกาลที่ 2) และมลายู (อพยพมาจากเมืองปัตตานีและไทรบุรี)[74] โดยส่วนใหญ่นับถือพระพุทธศาสนา รองลงไปเป็นศาสนาคริสต์ ศาสนาอิสลาม และศาสนาอื่น ๆ จากการจัดเก็บข้อมูลความจำเป็นพื้นฐาน พ.ศ. 2561 ด้านศาสนา พบว่าประชากรส่วนใหญ่นับถือศาสนาพุทธร้อยละ 93.64 รองลงมานับถือศาสนาอิสลามร้อยละ 6.02 ศาสนาคริสต์ร้อยละ 0.30 นอกนั้นนับถือศาสนาซิกข์ ฮินดู และอื่น ๆ รวมกันร้อยละ 0.04[75]

เนื่องจากในปัจจุบัน นนทบุรีเป็นจังหวัดหนึ่งที่มีทำเลที่ตั้งอยู่ในเขตปริมณฑลของเมืองหลวง มีอัตราการเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจสูง และมีความพร้อมด้านระบบสาธารณูปโภคขั้นพื้นฐานและสิ่งอำนวยความสะดวกต่าง ๆ ส่งผลให้ชาวไทยจำนวนมากจากทุกภูมิภาคของประเทศพิจารณาย้ายถิ่นเข้ามาอาศัยอยู่ในพื้นที่เพื่อความสะดวกในการเดินทางเข้าไปทำงานหรือศึกษาในกรุงเทพมหานคร ดังนั้น ความพลุกพล่านและความหนาแน่นของประชากรในจังหวัดนนทบุรีจึงไม่แตกต่างกับกรุงเทพมหานครมากนัก โดยเฉพาะทางด้านตะวันออกของอำเภอบางกรวย อำเภอเมืองนนทบุรี และอำเภอปากเกร็ดซึ่งอยู่ติดกับเขตเมืองชั้นในและเขตเมืองชั้นกลางของกรุงเทพมหานคร