早在新石器時代，梧州就有人類聚居、生息、繁衍。至春秋戰國，在梧州活動的原始部落稱“蒼梧人”（古籍稱“倉吾”，為越族分支），是中國最古老的部族之一，后發展為壯、侗等民族。秦始皇三十三年（公元前214年），中原漢族人南下從漓江、賀江進入梧州，與越人雜居。漢元始二年（2年），梧州人口1.4萬人，至清光緒二十三年（1897年）梧州開埠通商時，人口為4萬人。民國時期，人口年均增長率對21‰。1949年近10萬人。 20世紀50年代后，人口增長較快。

1982年，全市人口25.19萬人。1992年29.43萬人。有漢、壯、瑤、回、滿等17個民族，其中漢族占總人口的97.86％。

2002年，全市人口291.35萬人，其中市區人口34.01萬人。人口密度每平方公里231人，人口自然增長率7.65‰。有壯、回、瑤、侗、苗等少數民族5.33萬人，占全市人口的1.83％。梧州為粵語方言區，城市人口中，半數以上與粵港澳有親緣關系，語言相通、習俗近同，交往廣泛。有定居國外的華僑、外籍華人以及港澳同胞33萬多人。岑溪市是廣西有名的僑鄉之一。

2005年末全市總人口為305.43萬人，比上年增加2.78萬人，增長0.92%。其中男性161.70萬人，女性143.73萬人。非農業人口60.63萬人，占總人口的比重為19.85 %。

2007年末，梧州市常住人口為310.15萬人（男性164.62萬人，女性145.53萬人），比上年增長1.93萬人，增長0.62％。全市非農業人口61.88萬人，占總人口的比重為19.95％。

梧州市是以漢族為主的多民放聚居的一個城市，居住著漢、壯、瑤、苗、土家、侗、么佬、水、彝、蒙古、滿、黎、土、仡佬、布依、回、白、朝鮮、基諾、京、藏、傣等多個民族。2007年末，全市少數民族人口6.82萬人，占總人口的2.2％。