早在新石器时代，梧州就有人类聚居、生息、繁衍。至春秋战国，在梧州活动的原始部落称“苍梧人”（古籍称“仓吾”，为越族分支），是中国最古老的部族之一，后发展为壮、侗等民族。秦始皇三十三年（公元前214年），中原汉族人南下从漓江、贺江进入梧州，与越人杂居。汉元始二年（2年），梧州人口1.4万人，至清光绪二十三年（1897年）梧州开埠通商时，人口为4万人。民国时期，人口年均增长率对21‰。1949年近10万人。 20世纪50年代后，人口增长较快。

1982年，全市人口25.19万人。1992年29.43万人。有汉、壮、瑶、回、满等17个民族，其中汉族占总人口的97.86％。

2002年，全市人口291.35万人，其中市区人口34.01万人。人口密度每平方公里231人，人口自然增长率7.65‰。有壮、回、瑶、侗、苗等少数民族5.33万人，占全市人口的1.83％。梧州为粤语方言区，城市人口中，半数以上与粤港澳有亲缘关系，语言相通、习俗近同，交往广泛。有定居国外的华侨、外籍华人以及港澳同胞33万多人。岑溪市是广西有名的侨乡之一。

2005年末全市总人口为305.43万人，比上年增加2.78万人，增长0.92%。其中男性161.70万人，女性143.73万人。非农业人口60.63万人，占总人口的比重为19.85 %。

2007年末，梧州市常住人口为310.15万人（男性164.62万人，女性145.53万人），比上年增长1.93万人，增长0.62％。全市非农业人口61.88万人，占总人口的比重为19.95％。

梧州市是以汉族为主的多民放聚居的一个城市，居住着汉、壮、瑶、苗、土家、侗、么佬、水、彝、蒙古、满、黎、土、仡佬、布依、回、白、朝鲜、基诺、京、藏、傣等多个民族。2007年末，全市少数民族人口6.82万人，占总人口的2.2％。