Dans la population caucasienne (ou europoïde), la mucoviscidose est la plus fréquente des maladies génétiques héréditaires graves. Elle touche environ un enfant sur 2 500 naissances en Europe et en Amérique du Nord et la fréquence des hétérozygotes, porteurs sains de la maladie, y est d’environ 1/25, soit 4% de la population générale occidentale.
La mucoviscidose est présente dans toutes les populations du globe, mais à des prévalences variables. Il existe ainsi très peu de cas chez les Noirs et encore moins chez les Asiatiques. Respectivement l'incidence à la naissance - nombre de nouveau cas observée dans une période et une population donnée - et la fréquence des hétérozygotes est au Moyen-Orient d'environ 1/4 400 et de 1/33, dans la population Hispanique de 1/8 500 et 1/46, chez les Noirs américains et Africains de 1/20 000 et 1/70 et chez les Asiatiques de 1/32 400 et 1/90.
La prévalence - nombre de cas présents à un moment donné dans une population donnée - de la mucoviscidose, comme celle de toute maladie rare, est difficile à évaluer avec précision. La prévalence en Europe est estimée entre 8 et 12 cas pour 100 000 habitants. La Cystic Cibrosis Foundation estime le nombre de malade aux États-Unis d'Amérique à environ 30 000 enfants et adultes et à 70 000 le nombre total de malades dans le monde.
En France, il existe depuis 2002 un dépistage néonatal systématique de la mucoviscidose ce qui a permis de réévaluer l’incidence de la maladie dans ce pays. Elle serait près de deux fois moins élevée que les estimations antérieures, d'environ un nouveau-né sur 4 600 naissances, soit une fréquence d'hétérozygotes de l’ordre de 1 sur 35. L'incidence varie selon les régions de 1/2 500 dans le nord-ouest à 1/10 000 dans le sud-est. Il y aurait environ 5 à 6 000 personnes atteintes de la mucoviscidose et 2 millions de porteurs hétérozygotes sains.
Le sex-ratio est proche de 1 ce qui signifie que les hommes et les femmes sont atteints avec la même fréquence par la maladie. Par contre l'atteinte est souvent plus grave chez les femmes.
La fréquence élevée d'hétérozygotes porteurs sains, d’environ 1/25, soit 4% de la population occidentale, peut surprendre et pourrait être expliquée par le fait que l'état hétérozygote augmenterait la résistance contre certaines maladies. Cet avantage sélectif au niveau de l'état hétérozygote a été retrouvé par exemple chez les drépanocytaires chez qui le portage du gène Hbs atténue l'expression et la gravité de l'accès palustre. Des résistances à différentes maladies infectieuses ont été proposées comme étant la cause de l'avantage hétérozygote lié au gène CF :