Към 31.12.2018 г. населението на област Стара Загора е 316 356 души, което представлява 4.5% от населението на България и нарежда областта на 5-то място по брой на населението – непосредствено след област Бургас (410 331) и преди област Благоевград (305 123). В сравнение с 2017 г. населението на областта намалява с 2 711 души, или с 0.8%.