K 31. 12. 2023 žilo v Kraji Vysočina 517 960 obyvatel, tedy přibližně dvacetina populace Česka. Vysočina je třetím nejméně lidnatým krajem. Podíl žen na obyvatelstvu Vysočiny je 50,4 %.
Nejméně obyvatel žilo v Kraji Vysočina v roce 2021 (cca 504 000). V roce 2022 došlo ke skokovému nárůstu počtu obyvatel díky příchodu migrantů z Ukrajiny.
Velmi nízká je i hustota zalidnění, 76 obyvatel na 1 km čtvereční, což je druhá nejnižší hodnota mezi kraji Česka.
K 31. 12. 2023 byl průměrný věk obyvatel Vysočiny 43,3 let, což je nad průměrem Česka.
Porodnost v kraji klesala v průběhu celých 90. let 20. století. Nejnižší počet živě narozených dětí byl zaznamenán v roce 2001, od té doby porodnost vzrůstala až do roku 2008, kdy se narodilo asi o čtvrtinu více dětí než v roce 2001. Poté následovalo delší období stagnace porodnosti. Od roku 2022 je opět patrný výrazný pokles porodnosti.
Většině matek se narodí první dítě ve věku 25 - 29 let. Přestože roste počet svobodných matek, je podíl dětí narozených mimo manželství nižší než v ostatních regionech Česka (32 % v roce 2009) s výjimkou Zlínského kraje.
Hodnota úmrtnosti v uplynulých 15 letech kolísala okolo čísla 5 000, výrazně se zvýšila v období pandemie Covidu-19 v letech 2020 a 2021.
Přirozený přírůstek dvě desetiletí stagnoval kolem nulové hodnoty, od roku 2020 dlouhodobě záporný.
Migrací nebyl počet obyvatel Kraje Vysočina do roku 2021 příliš ovlivněn. Počet přistěhovalých a vystěhovalých byl na srovnatelné úrovni, v některých letech mírně převažoval počet přistěhovalých, jindy počet vystěhovalých. V letech 2022 a 2023 převyšoval počet přistěhovalých díky uprchlické krizi vyvolané válkou na Ukrajině.
Národnostně je Vysočina jednotná, národnostní menšiny tvoří asi 3 % obyvatel kraje.
Z cizinců jsou na Vysočině nejpočetněji zastoupeni Ukrajinci, dále Slováci a Vietnamci.
Religiozita obyvatelstva je na Vysočině ve srovnání s průměrem ČR vysoká. Podíl věřících v Kraji Vysočina podle sčítání v roce 2021 činí 31 %, to je druhá nejvyšší hodnota po Zlínském kraji. Nejvíce věřících se hlásí k římskokatolické církvi (44 %), třetina věřících neuvedla žádnou církev. Na otázku týkající se náboženského vyznání při sčítání v roce 2021 neodpovědělo 30 % obyvatel kraje.