Ved folketællingen i 1787 var det samlede befolkningstal for det område, der i dag er Brønderslev Kommune, 8.476 indbyggere fordelt på 15 sogne. I første halvdel af 1800-tallet oplevede kommunen en befolkningsvækst, der var højere end landsgennemsnittet. I 1850 var indbyggertallet steget til 14.239. I hele den efterfølgende periode havde kommunen dog en befolkningsvækst langt under landsgennemsnittet med undtagelse af nogle korte perioder omkring 1. og 2. Verdenskrig og i 1970’erne. I 1950 var kommunens samlede befolkningstal steget til 33.391 indbyggere, og efter 1970 stabiliserede det sig på omkring 35.000 indbyggere. I 2017 var tallet 36.128.
Vester Brønderslev fik i 1871 station på Vendsysselbanen, og den nye stationsby oplevede derefter kraftig vækst i befolkningstallet, hvilket blev forstærket efter 1886 med en omfattende metalindustris opståen i byen. Asaa-Melholt og Hjallerup blev i hhv. 1914 og 1965 udskilt fra det store Dronninglund Sogn og blev selvstændige sogne. Efter Vester Brønderslevs købstadsstatus i 1921, hvorefter byen skiftede navn til Brønderslev, fik byen flere indbyggere. De tre sognes befolkningstal steg kun svagt efter 1945 med væksten koncentreret i Hjallerup. I 1970 boede 51 % af kommunens indbyggere i disse tre bysogne. Befolkningstallet i Brønderslev er fortsat med at stige indtil i dag. Brønderslevs andel af kommunens indbyggere steg fra 8 % i 1880 og 18 % i 1921 til 30 % i 1970. I 2017 boede ca. 30 % af kommunens indbyggere stadig i Brønderslev. I kommunens landsogne toppede befolkningstallet mellem 1925 og 1945.
