Jared Diamond estime qu’à son apogée, c'est-à-dire entre le XVIe siècle et le XVIIe siècle, l'île de Pâques aurait pu abriter jusqu'à 10 000 ou 15 000 habitants. Cependant, selon Daniel Taruno, ingénieur agronome, « il semble impossible qu’une société néolithique qui ne connaissait pas la roue et n’élevait pas de bêtes de trait ait pu développer la productivité agricole au point de nourrir 15 000 êtres humains sur 165 km², soit 90 habitants/km². Selon la monumentale Histoire des agricultures du monde de Marcel Mazoyer et Laurence Roudart, une telle densité représenterait trois fois celles de la Grèce et de l’Italie antiques. L'agriculture pascuane se situerait ainsi presque au niveau de productivité du système agraire ultra-performant de l’Egypte pharaonique. Il semble exclu que de tels résultats aient été atteints dans les conditions de l’île de Pâques, que Jared Diamond décrit comme non-optimales. ».
Suite à la déforestation, aux pénuries alimentaires et aux comportements belliqueux des dirigeants successifs, le nombre d’habitants se serait stabilisé (ou réduit) à 2 000 ou 3 000 habitants avant l’arrivée des Européens.
La déportation vers le Pérou d’habitants destinés aux travaux forcés fit chuter le nombre d’habitants à 900 en 1868. Quant à ceux (peu nombreux) qui purent revenir, les maladies qu’ils avaient contractées provoquèrent un nouveau recul démographique.
Un autre phénomène aux conséquences démographiques est à noter : l'élevage intensif de moutons mis en place par les colons français (Jean-Baptiste Dutrou-Bornier et Pierre Mau. Voir section Histoire supra) sur une partie de l’île eut pour conséquence le déplacement d'une partie de la population. Pour ce qui est de la surface de terre exploitée par ces élevages, son expansion se trouva fortement affaiblie, tout comme dans tout le Nord-Est de l'île. Il y eut aussi un conflit d’intérêts entre les colons et les missionnaires installés peu avant, ce qui provoqua, en 1871, l’émigration de 168 habitants accompagnant les missionnaires qui quittaient l’île. En 1877, le nombre d’habitants était tombé à 111. Après cette date, la population se mit à augmenter progressivement ; en 1888, année de l’annexion de l’île par le Chili, 178 habitants furent recensés.
Pour mieux la protéger, au début du XXe siècle la population a été orientée à vivre dans une zone délimitée par les autorités chiliennes, tout le reste de l'île étant réservé à l'élevage du mouton. Après le départ de quelques mécontents, le gouvernement chilien a pris de sérieuses mesures pour enrayer un potentiel exil (Voir le livre de Marie-Françoise Peteuil, Les Evadés de l'Île de Pâques). Ce n’est que dans les années 1960 que les conditions de vie ont commencé à s’améliorer vraiment, ce qui a été accompagné d’une augmentation de la population. En 1960 on recensait plus de 1 000 habitants.
D’après le recensement de 2002, l’île compte 3 791 habitants. Cette augmentation repose aussi sur l’immigration chilienne. La conséquence de cette vague d’immigration est la modification de la composition ethnique de la population. En 1982 les Rapanui représentaient 70% de la population. En 2002 ils n’étaient plus que 60%. Parmi les 40% restant, 39% étaient d’origine européenne (il s’agissait en général de résidents temporaires, comme les employés d’administration, le personnel militaire, les scientifiques et leurs assistants) et 1% d’autre provenance.
Ces dernières décennies ne connurent cependant pas que des vagues d’immigration. Bon nombre d’habitants de l’île de Pâques ont émigré sur le continent, à la recherche de travail mais aussi pour faire des études. Lors du recensement de 2002 on constata que 2 269 Rapanui chiliens vivaient en dehors de l’île. La densité de population de l’île de Pâques n’est que de 23 hab./km² (pour comparaison : France, 113 hab./km² ; Belgique, 342 hab./km²). Au milieu du XIXe siècle, 6 agglomérations regroupaient les habitants de l’île de Pâques; Anakena, Tongariki, Vaihu, Vinapu, Matavei et Hanga Roa. Aujourd’hui, les habitants sont concentrés dans les villages de Hanga Roa, Mataveri et Moeroa au Sud-Ouest. Ces villages se sont développés les uns à côtés des autres, si bien qu’ils sont aujourd’hui considérés comme une seule et unique agglomération.
La langue officielle est l’espagnol. Le Rapanui, dialecte de Polynésie orientale, est cependant utilisé dans les échanges quotidiens entre habitants. Le français est également parlé en raison de la proximité de Tahiti.
Catholique Romaine