Befolkningen var i 2006 beregnet til 41,2 mill., hvilket gir en befolkningstetthet på 16,5 per km2. Gjennomsnittlig levealder er ifølge Verdens helseorganisasjon 60 år for kvinner og 56 år for menn (2004). Folketilveksten var for perioden 1994–2004 gjennomsnittlig 2,2 %.
De nordlige og sentrale provinsene har en overveiende muslimsk, arabisktalende befolkning, som utgjør ca. 40 % av landets samlede folketall. Disse er av ulik herkomst, men identifiserer seg med den arabiske kulturtradisjon; se f.eks. baggara. Sterkt arabisert er også bl.a. bedsja i øst, i motsetning til folkestammene i Nubafjellene (se nuba) og i Darfur. Araberne behersker det meste av det fruktbare området langs Nilen, og danner også flertallet blant kamel- og kvegnomadene i landets sentrale og nordlige områder.
Sør-Sudan har en overveiende nilotisk befolkning (se niloter), men det er også grupper som synes å stå folkene i Tsjad og Sentralafrikanske republikk nær. Islam har liten utbredelse i Sør-Sudan.
I underkant av 40 % av befolkningen bor i urbane strøk. Tettest befolket er Nildalen og grenseområdene i øst og vest. De store, tørre områdene på begge sider av Nilen i nord er omtrent folketomme. I 2006 lever flere hundre tusen sudanesere i flyktningeleirer i andre land i regionen (hovedsakelig Kenya, Etiopia, Sentralafrikanske republikk, Kongo (tidl. Zaïre). Mange er også internflyktninger, dvs. flyktninger i eget land.
Religion
Islam er statsreligion og har tilslutning fra 50–60 % av befolkningen, dvs. den overveiende del av innbyggerne i Nord- og Mellom-Sudan (sunni-muslimer). I Sør-Sudan dominerer lokale, tradisjonelle religioner og kristendom. Selv om kristendommen har gamle røtter i Sudan, har den begrenset oppslutning. Ca. 10 % er katolikker, ca. 5 % er protestanter.
Språk
Arabisk er offisielt språk, og tales nord for ca. 10° n.br. I sør brukes arabisk bare i byene; her tales en rekke språk som alle hører til nilo-saharafamilien, bl.a. shilluk, dinka og nuer.