С 291 852 жители по данни на Националния статистически институт от последното преброяване на населението област Стара Загора се нарежда спрямо населението си на пето място в страната, което я прави една от най-големите области у нас. Около 70% от населението живее в градовете, макар селата да не са обезлюдени и да могат да се похвалят с цели 83 898 жители, които дори са повече от жителите на най-малката област у нас – Видин.
Въпреки немалкия брой жители в селата, над 50% от населението живее в областния център и в най-големия град в Старозагорска област извън Стара Загора.
Област Стара Загора е пета не само по брой на населението, но и по площ у нас. Най-голяма сред общините по площ в областта е Стара Загора, следвана от Казанлък, Раднево, Чирпан, Павел Баня, Братя Даскалови, Мъглиж, Гълъбово, Гурково и най-малката по-площ и с население от едва около 3 000 души,– Община Опан. Община Казанлък е не само втората по площ община в област Стара Загора, но е и на второ място по брой на населението, като именно в тази община е най-големият град в Старозагорска област – Казанлък, в който заедно със Стара Загора живеят над 50% от жителите на областта. Населението на Община Стара Загора, предимно градско, е 142 746 по данни на НСИ, на Община Казанлък – 64 558 души, а след тях се нареждат, подредени спрямо броя на жителите си общините:
– Община Чирпан с 17 730 души
– Община Раднево с 16 210 души
– Община Павел Баня с 12 340 жители
– Община Гълъбово с 10 589 жители
– Община Мъглиж с 9 730 жители
– Община Братя Даскалови с 7 117
– Община Гурково с 4 340 жители
– Община Николаево с 4 184 души население
– Община Опан с 2 308 души.
В областта се наблюдава нарастваща смъртност и намаляваща раждаемост, съответно отрицателен естествен прираст през последните 20 години с изключение на 2022 година, през която данните са по-добри от тези от 2021, родени са повече деца и има по-малък отрицателен естествен прираст на населението.