人口は1939年（昭和14年）に200万人、1956年（昭和31年）に300万人を超えて以後、ほぼ7年ごとに100万人ずつ増加して行った。2007年（平成19年）1月1日現在では884万8,166人と、全都道府県で第2位の人口となっている（人口密度は東京、大阪に次ぐ第3位）。

合計特殊出生率は1.20と全国の1.29を下回っている（平成16年）が、総人口はいまだ増加傾向にあり、特に横浜・川崎では都心回帰に伴って県内の市町からの転入も多い。一方で、横須賀・三浦・小田原など東京通勤圏最外縁部に位置する市町では減少傾向にある。このため都市部への人口集中が進み、2007年現在、神奈川県民のうち約41%が横浜市民であり、約15%が川崎市民である。すなわち、県人口の半数以上が横浜市と川崎市に集中していることになる。その一方で、例えば三浦市では人口が5万人を割り込み、戸建て住宅の定住者に10万円の奨励金を交付する三浦市定住促進制度などを導入するなど、人口減が顕著になっている。