Історична динаміка чисельності населення Луганська (без врахування населених пунктів, підпорядкованих міськраді) показана в таблиці[3][4][5]
Чисельність населення міста значно зменшилася внаслідок бойових дій на Донбасі. На початок року (1.01.2014) в Луганську мешкало 424 113 осіб. Внаслідок бойових дій відбулася міграція містян на межі міста або й області влітку й восени 2014 року, коли виїхало бл. 120 тис. осіб[6]. Зокрема, у листопаді 2014 р. орієнтовна чисельність населення міста була на рівні 333 тис. (на 22 % менше, ніж на початку року), у грудні 2014 р. — 301 тис. (на 29 % менше, ніж на початку року). Надалі популяція відновилася, проте процес її «природного» згасання не припинився. За даними державної статистики, кількість мешканців міста на 1 січня 2017 року становила 413 370 осіб[7].
Від пікового 1989 року (497 тис. осіб) до початку 2017 року (413 тис. осіб) відбувається постійне зменшення популяції, без виразних хвиль, які могли бути пов'язані з перебудовою 1980-х, економічною кризою 1990-х, війною 2010-х. Згасання йде майже однаковим темпом і в одному напрямку. Загалом цей тем може бути оцінений величиною у 84 тис. (497—413) за 28 років (2017—1989), тобто 3 тис. на рік, що становить 5—7 % на рік.
Надалі можуть розпочатися процеси, пов'язані зі змінами популяційних показників, які залежні від динаміки: зокрема зміни (зменшення) народжуваності, зміни (зростання) частки непрацездатного населення, зміна міграцій населення, зокрема й пов'язаних з навчанням, працевлаштуванням та пенсійним забезпеченням. Проте, навіть за їхньої відсутності, але при збереженні поточних темпів, популяція людини скоротиться протягом найближчих 10—15 років до 350 тис. осіб, тобто повернеться до значень початку 1960-х років. Щоправда, це може відбутися з принципово іншою структурою статево-вікової піраміди, в якій (див.:[8]):
1) дуже зредуковані нижні сегменти (народжуваність останнього часу),
2) велика частка осіб субпенсійного та пенсійного віку (люди з низькою міграційною активністю).
За статтю у місті переважали жінки, яких за переписом 2001 року налічувалося 277 224 осіб (55,1%), тоді як чоловіків 226 024 (44,9%). Середній вік населення Луганська становив 38,7 років. Середній вік чоловіків на 4,5 років менше ніж у жінок (36,2 і 40,7 відповідно). У віці молодшому за працездатний знаходилося 75 973 осіб (15,1%), у працездатному віці — 315 426 осіб (62,7%), у віці старшому за працездатний — 111 832 осіб (22,2%).[9]
Станом на 1 січня 2014 року статево-віковий розподіл населення Луганська був наступним:[10]
вік
чоловіки
жінки
обидві статі
0-14
28 266
26 128
54 394
15-64
154 131
179 591
333 722
65 і старше
23 547
47 952
71 499
Національний склад
Динаміка національного складу населення Луганська за переписами, %