จากข้อมูลของกรมการปกครอง ประชากรปลายปี พ.ศ. 2560 มีจำนวนทั้งสิ้น 18,744 คน แบ่งเป็นชาย 9,258 คน และเป็นหญิง 9,486 คน[5] มีจำนวนบ้านทั้งหมด 14,013 หลัง มีความหนาแน่นของประชากรเฉลี่ย 765 คนต่อตารางกิโลเมตร สามารถแยกออกเป็นพื้นที่ได้ดังนี้[6]

จากข้อมูลประชากรจะเห็นได้ว่า บางหมู่บ้านจะมีจำนวนบ้านมากกว่าจำนวนประชากร ทั้งนี้ เป็นเพราะมีประชากรแฝงจากต่างท้องที่มาเช่าอาศัยอยู่เป็นจำนวนมาก จากการย้ายถิ่นฐานเข้ามาทำงานในเขตนิคมอุตสาหกรรมอมตะนคร โดยมีบ้านในเขตเทศบาลจำนวนมากที่เป็นบ้านว่าง (ไม่มีรายชื่อผู้อาศัยในบ้าน) ซึ่งเป็นบ้านที่สร้างขึ้นเพื่อให้เช่าอาศัย ทั้งในรูปแบบของห้องแถว คอนโดมิเนียม หมู่บ้านจัดสรร และอาคารพาณิชย์ อีกทั้งยังมีบ้านที่ไม่มีเลขที่ที่ได้สร้างหรือต่อเติมอาคารจากเดิมและแบ่งให้เช่าอีกด้วย ส่งผลให้ประชากรในเขตเทศบาลตำบลหนองตำลึงนั้นมีประชากรแฝงไม่ต่ำกว่า 10,000 คน