Barcelona liczy 1 620 809 mieszkańców wewnątrz centrum administracyjnego na powierzchni 101,4 km². Strefa miejska Barcelony (ang. ) ma 4 440 629 mieszkańców według danych Eurostatu. Zespół miejski liczy 4 588 000 mieszkańców, będąc piątym co do wielkości zespołem miejskim w Unii Europejskiej po Paryżu, Zagłębiu Ruhry, Madrycie i Mediolanie. Według danych hiszpańskiego Ministerstwa Rozwoju tzw. Wielki Zespół Miejski Barcelony (hiszp. ) ma 5 030 679 mieszkańców na powierzchni 3271 km², w latach 2001–2011 nastąpił wzrost ludności o 639 483 osób, co stanowi wzrost o 14,5% (pol. Ministerstwo Rozwoju).. Cała metropolia miejska Barcelony (obszar metropolitalny) ma około 5 milionów mieszkańców, według różnych źródeł: według Brookings Institution ma 4 730 300 mieszkańców – Brookings Institution, 2015., według Ajuntament de Barcelona – 4 777 042, według Organizacji Współpracy Gospodarczej i Rozwoju – 4 900 000; według Idescat, instytutu statystycznego Katalonii – 5 029 181 mieszkańców.; według World Gazetteer – 5 407 264 – World Gazetteer, 2017.; według Departamentu Spraw Gospodarczych i Społecznych ONZ – 5 083 000;