Jumlah penduduk Kabupaten Ngawi akhir tahun 2006adalah 873.489 jiwa, terdiri dari 426.615 penduduk laki-laki dan 446.874 penduduk perempuan, dengan rasio jenis kelamin/sex ratio sebesar 95, artinya bahwa setiap 100 penduduk wanita terdapat sekitar 95 penduduk laki-laki.

Bila dibandingkan dengan tahun 2005 jumlah penduduk Kabupaten Ngawi bertambah sebesar 4.838 jiwa atau meningkat sebesar 0,55 persen. Kecamatan dengan jumlah penduduk terbesar adalah Paron dengan 90.586 jiwa dan Kecamatan Pangkur merupakan kecamatan dengan jumlah penduduk terkecil yaitu 27.928 jiwa.

Kepadatan penduduk menunjukkan rasio antara jumlah penduduk dengan luas wilayah. Tingkat kepadatan penduduk Kabupaten Ngawi tahun 2004 adalah 674 jiwa/km2, di mana tingkat kepadatan tertinggi di Kecamatan Ngawi (1.104 jiwa/km2) dan tingkat kepadatan terendah adalah Kecamatan Karanganyar (224 jiwa/km2).