На начало 2016 года численность населения Воронежской области составила 2 333 477 человек. По количеству жителей она является крупнейшей в Центральном Черноземье и занимает 3 место в Центральной России после Москвы и Московской области.

Динамика численности населения Воронежской области обусловлена как демографическими, так и социально-экономическими факторами. С 1959 по 1970 годы общая численность населения выросла на 158 000 человек, то есть в среднем за год население увеличивалось на 13 000 - 15 000 человек. Затем наступили годы устойчивого сокращения населения, что было связано с его массовым миграционным оттоком, прежде всего сельских жителей. Область исполняла роль «поставщика» трудовых ресурсов для других регионов страны, что привело к нарушению половозрастной структуры населения. Как правило, покидали сельскую местность люди молодых возрастов, а это, в свою очередь, вело к снижению рождаемости, постарению населения.

Наиболее неблагоприятными стали 1970-е годы. Сокращение общей численности населения ежегодно составляло более 5 000 человек. В 1980-е годы наблюдается относительная стабилизация численности населения (2 470 000 человек). С 1991 года по 1995 год отмечается её рост, характерный как для городского, так и для сельского населения. Общая численность населения области за этот период увеличилась на 32 500 человек, исключительно за счёт миграционных потоков населения из республик бывшего СССР, а также восточных и северных районов России. Впервые за многие десятилетия с 1992 года по 1995 год отмечается рост сельского населения (на 16 000 человек), связанный также с миграциями. Но в 1995-2000 годах численность населения опять сократилась (с 2 503 800 до 2 455 000 человек), так как миграция уже не компенсировала низкую рождаемость и высокую смертность населения.

Эта тенденция в Воронежской области продолжается и в начале XXI века. С 2001 года по 2009 год численность населения сократилась с 2 422 400 до 2 270 000 человек. За девять лет область «потеряла» 152 400 человек (ежегодно около 17 000 человек), что превышает численность населения Репьёвского района.

Современная динамика численности населения имеет территориальные особенности. Наибольшее увеличение численности населения наблюдается в городе Богучар и городе Россошь, Богучарском районе, Калачеевском районе и Россошанском районе. Интенсивно продолжается сокращение населения сельских районов: Нижнедевицкого района, Панинского района, Репьёвского района и Хохольского района.