La población de lo que hoy es la CAM ha crecido constantemente desde el siglo XI: 475.785 hab. en 1657; 775.034 hab. en 1900; 1.926.311 en 1950; 4.726.986 en 1981; 5.921.066 en 2005; y 6.008.000 según la actualización del padrón a 1 de enero de 2006. En el el periodo 1981-2005, su crecimiento demográfico fue del +26,17%, frente al +16,87% de la media nacional.
Madrid se ha convertido desde los años 1950-1960 en un polo industrial de primera magnitud, que ha atraído a un número muy importante de inmigrantes, procedentes de las regiones menos desarrolladas del país, como también (desde principios de los 90) de otros países. Según el censo INE 2005, cuenta con un 13,09% de extranjeros, cinco puntos por encima de la media española (8,47%). Un 53,00% de los no nacionales son iberoamericanos, un 18,36% de la Europa no comunitaria, un 9,27% de África del Norte, un 9,21% de la UE-25, un 3,59% del África subsahariana, un 3,36% de Asia del Este y un 1,03% de Filipinas. Por nacionalidades, las más importantes son la ecuatoriana (un 22,23% del total de extranjeros), la rumana (12,35%), la colombiana (9,30%), la marroquí (8,91%) y la peruana (5,03%).
La gran mayoría de la población de la comunidad autónoma se concentra en la capital y en sus alrededores. Los municipios más poblados son los siguientes:
Madrid – 3.155.359
Móstoles – 216.463
Alcalá de Henares – 201.380
Fuenlabrada – 195.131
Leganés – 181.248
Alcorcón – 162.524
Getafe – 156.320
Torrejón de Ardoz – 109.483
Alcobendas – 103.149
Parla – 99.183
Coslada – 91.906
San Sebastián de los Reyes – 65.767
Collado Villalba – 52.445
Rivas-Vaciamadrid – 49.696
Aranjuez – 46.283
Valdemoro – 44.136
Arganda del Rey – 41.411
San Fernando de Henares – 39.966
Colmenar Viejo – 39.579
Tres Cantos – 39.198
Pinto – 37.559
Galapagar – 29.218
Villaviciosa de Odón
Navalcarnero