Según los datos del Censo de 2002, la población de esta región alcanzó a 1.861.526 habitantes. Esto equivale al 12,3% del total nacional y a un crecimiento intercensal del 7,34% . Su densidad poblacional es de 50,2 hab/km2.
Las comunas con más habitantes son Concepción, Talcahuano, Los Ángeles y Chillán, y las que tienen menos habitantes son San Fabián de Alico, Antuco, San Rosendo y Quilaco.
En cuanto a la composición por sexo, los datos señalan que la población regional está compuesta por 915.200 hombres (49,2%) y 946.362 mujeres (50,8%) y que el índice de masculinidad alcanza a 96,71 hombres por cada 100 mujeres.
La población, además, se concentra predominantemente en zonas urbanas (82,10%), con una tendencia creciente, ya que en el censo de 1992 el porcentaje de población urbana era de 77,44%.
Al comparar las cifras censales de 1992 con las de 2002, en cuanto a estructura por edad, la Región del Biobío muestra las siguientes situaciones: la población entre 0 y 19 años disminuyó en un 5,8% (de 688.202 a 648.377 personas) y la población mayor de 30 años ha experimentado un crecimiento del 28% (de 720.561 a 924.562 personas).
En esta región, 53.907 personas (2,9% del total regional) se identifican con algún grupo étnico.
De este total, la etnia mapuche es la mayoritaria con 52.918 (98,1%), concentrándose principalmente en las provincias de Biobío y Arauco.
Sorpresa de Yerbas Buenas