Foreløpige tall fra folketellingen i 2013 viste at Bijeljina hadde 114 663 innbyggere.[1] Folketellingen i 1991 som oppga en befolkning på 96 796.
Byen ble første gang nevnt i dokumenter etter presten Dukljanin, der han nevner at grev Bele-Pavlimir vant over ungarere i «dalen Belina». Bijeljina ble også nevnt 3. mars1446, da en handelsmann fra Dubrovnik ble ranet her.
Bijeljina har i de siste 500 åra skiftet ut hele befolkningen. Første gang var da tyrkerne kom i 1520 og andre gang da østerrikerne kom i 1716.
Den eldste bygningen i byen stammer fra tiden omkring 1548, og er et serbisk kloster kalt Tavna.
Serberne fra dette området støttet oppstanden ledet av Karadjordjević, men de mislyktes, og de led store nederlag i forsøk på å frigi fangede serbere fra tyrkerne i tiden 1875–1878.
Under Bosnia-krigen i 1992 var Bijeljina en av byene hvor muslimske innbyggere ble fordrevet av Arkan, Željko Ražnatović og hans Tigre.
