人口は16万人を超え、札幌市・旭川市・函館市に次ぐ道内4番目の人口規模となっている。1980年（昭和55年）には胆振支庁（現在の胆振総合振興局）所在地である室蘭市の人口を、2004年（平成16年）には帯広市の人口を上回った。また、2018年（平成30年）には釧路市の人口を上回り、1970年（昭和45年）に当時の道内人口順位4番目であった小樽市と5番目であった釧路市の順位が変動して以来48年ぶりに道内人口の4番目が入れ替わった[23]。

苫小牧市と全国の年齢別人口分布（2005年）苫小牧市の年齢・男女別人口分布（2005年）
■紫色 ― 苫小牧市
■緑色 ― 日本全国■青色 ― 男性
■赤色 ― 女性
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現在、技術上の問題で一時的にグラフが表示されなくなっています。

苫小牧市（に相当する地域）の人口の推移
総務省統計局 国勢調査より

消滅集落

2015年国勢調査によれば、以下の集落は調査時点で人口0人の消滅集落となっている[24]。

苫小牧市 - 苫小牧港内、字弁天、字丸山、字沼ノ端鉄南部?道道、字沼ノ端道道南側、字糸井グリーンヒル団地、あけぼの町、真砂町、入船町、港町

隣接する自治体

白老郡白老町

勇払郡厚真町

勇払郡安平町

千歳市

歴史

「苫小牧の歴史」参照[25]「苫小牧港#沿革」も参照市内商業の歴史については「#市内大型商業施設の沿革」を参照

寛政12年（1800年）：八王子千人同心の原新助一行が勇払（鵡川）に移住。

明治元年（1868年）：樽前山神社創建。

明治02年（1869年）：蝦夷地を北海道と改め、胆振国勇払郡となる。

明治03年（1870年）：高知藩が勇払と千歳の分領支配と開拓をはじめる（1872年引揚げ）。

1873年（明治06年）：開拓使勇払郡出張所を苫細（苫小牧）に移転（開基記念日）。

1874年（明治07年）：苫細の名称を苫小牧に改める。

1880年（明治13年）：勇払外5郡役所（勇払・白老・千歳・沙流・新冠・静内）を苫小牧村に設置。

1889年（明治22年）：苫小牧村に苫小牧外15ヶ村戸長役場設置。

1892年（明治25年）：北海道炭礦鉄道岩見沢?室蘭間（現在の室蘭本線）の開通に伴い苫小牧駅開業。

1902年（明治35年）：二級町村制施行。樽前村（たるまえ）、覚生村（おぼっぷ）、錦多峰村（にしたっぷ）、小糸魚村（こいとい）、苫小牧村、勇払村、植苗村が合併して苫小牧村となる。

1910年（明治43年）：王子製紙苫小牧工場操業開始。

1918年（大正07年）：二級町村制のまま町制施行し、苫小牧町となる。

1919年（大正08年）：一級町村制施行。

1921年（大正10年）：苫小牧大火発生（当時の市街地の約3分の1にあたる1,007戸を消失）。

1926年（大正15年）：北海道鉄道札幌線（現在の千歳線）沼ノ端?苗穂間開通。

1941年（昭和16年）：『第11回明治神宮国民体育大会』（明治神宮競技大会）冬季大会スケート大会開催。

1943年（昭和18年）：大日本再生製紙勇払工場（現在の日本製紙北海道工場勇払事業所）操業開始。

1946年（昭和21年）：苫小牧町立病院（現在の苫小牧市立病院）創設。

1948年（昭和23年）：市制施行し、苫小牧市となる。

1950年（昭和25年）：『観光まつり』（現在の『とまこまい港まつり』）初開催。

1963年（昭和38年）：苫小牧港開港。

1963年（昭和39年）：苫小牧市緑ヶ丘公園開設。

1965年（昭和40年）：駒澤大学苫小牧短期大学開校。

1966年（昭和41年）：苫小牧港が「外国貿易港」指定。

1970年（昭和45年）：NHK室蘭放送局が苫小牧テレビ中継局開局。

1971年（昭和46年）：「苫小牧東部開発計画」策定。

1972年（昭和47年）：北海道文化放送（UHB）苫小牧中継局開局。カーフェリー就航。

1973年（昭和48年）：東京都八王子市と「姉妹都市」提携。出光興産北海道製油所操業開始。

1978年（昭和53年）：ニュージーランドのネーピア港と「姉妹港」提携。

1979年（昭和54年）：ウトナイ湖が日本国内初の「バードサンクチュアリ」指定[14]。

1980年（昭和55年）：『第35回国民体育大会』冬季大会開催。ネーピア市と「姉妹都市」提携。苫小牧東港区供用開始。

1981年（昭和56年）：苫小牧港が「特定重要港湾」（現在の国際拠点港湾）指定。

1982年（昭和57年）：栃木県日光市と「姉妹都市」提携。苫小牧駅ビル完成し、エスタ苫小牧（2016年閉店）・南北自由通路オープン。

1984年（昭和59年）：いすゞ自動車北海道工場（現在のいすゞエンジン製造北海道）操業開始。国家石油備蓄基地オイルイン開始。

1985年（昭和60年）：中華人民共和国の秦皇島港と「友好港」提携。

1989年（平成元年）：「道央テクノポリス地域」（テクノポリス）指定。『第44回国民体育大会』（はまなす国体）開催。テレビ北海道（TVh）苫小牧中継局開局。

1991年（平成03年）：ウトナイ湖と周辺510 haが「ラムサール条約」登録湿地となる[15]。

1993年（平成05年）：千歳・苫小牧地方3市4町が「地方拠点都市」指定。トヨタ自動車北海道竣工。

1995年（平成07年）：苫小牧市が全国の自治体で初めて「スポーツマスター制度」採用。