เทศบาลนครหาดใหญ่มีประชากรทั้งสิ้น 158,218 คน เป็นชาย 73,701 คน หญิง 84,517 คน จำนวนบ้าน 58,434 หลัง (ข้อมูล ณ มิถุนายน พ.ศ. 2555) แบ่งเป็น 101 ชุมชน ความหนาแน่นของประชากร 7,529 คนต่อตารางกิโลเมตร (บริเวณกลางเมืองความหนาแน่นถึง 20,000 คนต่อตารางกิโลเมตร) ประชากรส่วนใหญ่เป็นคนท้องถิ่นและอพยพมาจากจังหวัดใกล้เคียง ส่วนใหญ่นับถือศาสนาพุทธ รองลงมาคือศาสนาอิสลาม (ร้อยละ 10 ของประชากร)