Siden slutningen af 1980’erne har antallet af indbyggere i kommunen været faldende, og befolkningen er blevet ældre. Gennemsnitsalderen er siden 1971 steget fra 33,3 år til 45,5 år, mens andelen af personer over 65 år er steget fra 10,5 % til 24,7 %, og udviklingen forventes at fortsætte. Andelen af indvandrere og efterkommere af indvandrere er steget fra 1,2 % i 1980 til 6,8 % i 2016.
Pr. 1. januar 2016 havde kommunen 60.246 indbyggere. Dermed er indbyggertallet, siden det i 1988 med 67.508 personer var højest, faldet 10,8 %. Ud fra 2016-fremskrivningen skønnes faldet at fortsætte med 2,3 % frem mod 2040, bl.a. som følge af, at det fødselsunderskud, der har været der siden 1998, forventes at fortsætte. Fødselstallet er næsten halveret i perioden 1979-2015, mens antallet af døde er steget 12 %.
I 2015 fødtes 444 levendefødte, mens 731 indbyggere døde. Pr. 1.000 indbyggere svarer dette til hhv. 7,4 fødte og 12,1 døde mod hhv. 10,3 fødte og 9,3 døde i landet som helhed. I 2015 flyttede 1.926 personer til Frederikshavn Kommune, mens 2.156 personer fraflyttede. 63,5 % af disse flyttede til en anden kommune i Region Nordjylland.
Befolkningstætheden er 93 personer pr. km2, hvilket er højere end i regionen, men lavere end i hele landet (133 personer pr. km2). Befolkningsfordelingen mellem land og by har i perioden 2010-16 været næsten uændret. I 2016 boede 67,1 % i byerne Frederikshavn, Skagen og Sæby, 20,6 % i mindre bysamfund og de resterende i landdistriktet.
