La población de Dos Hermanas es la única, entre las ciudades mayor de 100.000 habitantes, que ha continuado su crecimiento ininterrumpidamente, según la serie histórica que publica el Instituto Nacional de Estadística cada año (desde 1996)
Según los datos oficiales del padrón municipal del INE, correspondiente al día 1 de enero de 2023, la ciudad alcanzó una población de 138.981 habitantes, por lo que durante el año 2022 se produjo un incremento de 1.420 personas (1,03%), el mayor en los últimos 12 años.
Aunque, según la cifra actualizada de la que dispone el Ayuntamiento, a fecha del día 27 de diciembre, la población de Dos Hermanas, empadronada oficialmente en la ciudad, es de 140.992 habitantes.
De esta forma, ocupa la posición número 48 de los 8.131 municipios de España en cuanto a número de habitantes. Dos Hermanas tiene mayor población que 20 capitales de provincia, como Tarragona, León, Cádiz, Jaén, Ourense, Girona, Lugo, Cáceres, Guadalajara, Toledo, Pontevedra, Palencia, Ciudad Real, Zamora, Ávila, Cuenca, Huesca, Segovia, Soria y Teruel.
Las capitales de provincia que están inmediatamente por encima en población, con poca diferencia, son Huelva (142.532), Lleida (143.094) y Salamanca (143.954).
En el ámbito autonómico, Dos Hermanas continúa siendo la novena ciudad en población y, en el provincial, es la segunda en número de habitantes, solo por detrás de la capital. Siendo también la segunda ciudad sevillana que más ha crecido en este último año.