По данным переписи 2002 года население составило 30 079 жителей (13 537 мужчин и 16 542 женщины). По состоянию на 1 января 2014 года в Лихославльском районе проживает 28 042 человека. По состоянию на 1 января 2017 — 27 021 человек.
Основной национальный состав: русские и карелы. Тверские карелы составляют около 16 % населения.