Jumlah penduduk Jawa Timur mencapai 39,5 juta jiwa pada 2018. Berdasarkan data Badan Pusat Statistik, Kota Surabaya merupakan daerah dengan penduduk terbanyak di Jawa Timur, yakni mencapai 2,89 juta jiwa atau sekitar 7% dari total.
Kabupaten Malang merupakan daerah dengan jumlah penduduk terbanyak kedua, yaitu mencapai 2,59 juta jiwa. Adapun Kabupaten Jember di urutan ketiga dengan jumlah penduduk 2,44 juta jiwa. Kota Mojokerto memiliki jumlah penduduk paling sedikit, yakni hanya 128 ribu jiwa.
Sebagai informasi, kepadatan penduduk Jawa Timur sebanyak 826,39 jiwa per km persegi pada 2018. Sementara itu, daerah yang paling padat penduduknya adalah Kota Surabaya, yaitu sebanyak 8.233 jiwa per km persegi.