В приведённых данных учтено всё наличное население уезда (включая временных жителей). В скобках даны цифры по уезду без городов.
Согласно результатам «Первой всеобщей переписи населения Российской империи 1897 года» в Витебском уезде проживало 177432 человека (108830 чел.), плотность населения составляла 62,02 жителя на кв. версту. В сельской местности проживало 61,33% жителей уезда, в городах (Витебске и Сураже) — 38,67% жит.
50,11% жителей были мужчинами, 49,89% женщинами.
По месту рождения 77,6% (89,80%) жителей уезда были местными, 10,6% (5,09%) — из других уездов губернии, 11,5% (5,07%) — из других губерний империи, 0,15% (0,04%) — из других государств.
Родным языком (национальностью[4]) для 51,12% (74,67%) жителей уезда был белорусский, 22,28% (4,43%) — еврейский, 20,13% (15,27%) — великорусский (русский), 3,19% (2,15%) — польский, 2,23% (2,90%) —— латышский, 0,68% (0,21%) — немецкий, 0,37% (0,28%) — остальные языки.
По вероисповеданию 65,87% (84,12%) жителей уезда были православными (сюда включены и единоверцы), 22,83% (4,43%) — иудеями, 5,59% (4,84%) — римо-католиками, 3,73% (4,73%) — старообрядцами различных направлений, 1,94% (1,87%) — протестантами, 0,01% или 23 человека (1 чел.) — мусульманами, 0,01% или 21 человек (4 чел.) — остальными христианами.
По сословию 58% (82,47%) жителей уезда были крестьянами, 35,7% (14,83%) — мещанами, 3,8% (2,05%) — дворянами, 0,84% (0,02%) — купцами, 0,57% (0,34%) представляли духовенство, 0,12% (0,05%) — иностранными подданными, 0,92% (0,21%) были из других сословий.
Грамотными были 28,04% (14,82%) жителей уезда.
Советский период (1917 — 1990)