1833 betrug die Bevölkerung der Stadt Buenos Aires knapp 60.000, im Jahre 1869 waren es etwa 180.000 Menschen. 1890 war Buenos Aires die größte und wichtigste Stadt in Lateinamerika mit einer Bevölkerung von etwa 661.000 Einwohnern. Bedingt durch die starke Einwanderungswelle aus Europa zählt die Stadt 1914 schon etwa 1,6 Millionen Einwohner. 2001 beträgt die Einwohnerzahl der Autonomen Stadt Buenos Aires knapp 2,8 Millionen Einwohner.
Die Stadt und die sie umgebenden Vororte haben zusammen 11,5 Millionen Einwohner. Damit ist „Gran Buenos Aires“ die größte Metropolregion in Argentinien und nach São Paulo die zweitgrößte in ganz Südamerika. Die Bevölkerung ist überwiegend spanischen und italienischen Ursprungs, daneben existieren aber auch Nachkommen von Einwanderern aus vielen Ländern Europas und des vorderen Orients (Turcos – „Türken“ genannt). Der Anteil der Nachkommen nicht-spanischer Einwanderer ist in Buenos Aires wesentlich höher als im restlichen Argentinien.
Die Bevölkerung von Buenos Aires (Porteños resp. Porteñas genannt, sofern in Buenos Aires geboren) spricht heute fast ausschließlich Spanisch und die überwältigende Mehrheit der Einwohner ist römisch-katholisch. Deutsche Einwanderer sprechen untereinander das so genannte Belgranodeutsch.
Die folgende Übersicht zeigt die Einwohnerzahlen nach dem jeweiligen Gebietsstand. Bis 1943 handelt es sich meist um Schätzungen, von 1947 bis 2001 um Volkszählungsergebnisse und 2005 um eine Berechnung. Die Einwohnerzahlen beziehen sich auf die eigentliche Stadt ohne den Vorortgürtel. Die Bevölkerungsdichte ist etwa drei bis vier Mal größer als in Berlin und sogar etwas höher als in den 23 Stadtbezirken Tokios. Zu berücksichtigen ist dabei, dass eine Bevölkerungszunahme im nur 203 Quadratkilometer großen Stadtgebiet inzwischen nahezu ausgeschlossen ist. Die Bevölkerungsentwicklung vollzieht sich heute hauptsächlich in den Vororten, die in der Provinz Buenos Aires liegen.