Первые статистические данные, характеризующие численность населения Москвы, относятся к середине XVII в. Согласно «Росписному списку» («Переписной книге города Москвы 1638 г.»), в столице России проживали около 200 тыс. чел. К началу XVIII в. численность населения Москвы несколько сократилась и составила, судя по «ревизским сказкам», в 1710 г. около 160 тыс. чел., в 1725 г. - 140-150 тыс., в 1740 г. - 138,4 тыс., в 1776 г. - 161 тыс. чел. О численности и конфессиональном составе населения Москвы в начале XIX в. можно судить по записям в церковных метрических книгах. Они, в частности, свидетельствуют о том, что накануне Отечественной войны 1812 г. в Москве проживали около 270 тыс. чел., а после ее окончания - немногим более 215 тыс. Известно также, что на каждые 100 жителей города приходилось 92 православных и, соответственно, 8 иноверцев.
Интенсивный миграционный приток в город в середине XIX столетия стал причиной значительного увеличения численности его жителей: в 1840 г. в Москве насчитывалось 349,1 тыс. чел., в 1856 г. - 368,8 тыс., в 1868 г. - 416,4 тыс. чел.
Проведение «однодневных переписей» в декабре 1871 г. и январе 1882 г. позволило получить более или менее точные сведения о населении Москвы в конце столетия: соответственно в названные годы в Москве было зафиксировано 601969 и 753469 чел. Данные этих переписей позволяют судить о конфессиональном и отчасти об этническом составе населения города. По вероисповеданию население Москвы распределялось в 1871 и 1882 гг. следующим образом: православные и единоверцы - 92,84 и 91,71%, протестанты - 2,05 и 2,28%, раскольники - 2,72 и 2,21%, иудеи - 0,88 и 2,00%, католики - 1,24 и 1,23%, магометане - 0,17 и 0,26%, армяне-григорианцы - 0,10 и 12%, остальные - 0,02%, не обозначены 0,17%. Об этническом составе населения можно в определенной мере судить по распространенности родного языка. В 1881 г. доля москвичей, говорящих на русском языке, составила 95,6%, а в 1882 г. - 94,5%; соответственно доля говорящих на польском - 0,60 и 0,60%, финском - 0,02 и 0,05%, латинском - 0,03 и 0,03%, литовском - 0,06 и 0,03%, еврейском - 0,94 и 1,61%, татарском - 0,15 и 0,24%, армянском - 0,10 и 0,12%, французском - 0,34 и 0,29%, немецком - 1,82 и 2,02%, английском - 0,12 и 0,10%, итальянском - 0,03 и 0,02%, скандинавском - 0,04 и 0,0%, голландском - 0,01 и 0,00%, на других европейских языках - 0,04 и 0,04%, на восточных языках - 0,05 и 0,03%, не ответили на этот вопрос 0,14% опрошенных.
Данные переписи 1882 г. зафиксировали очень значительный миграционный прирост населения города: 73,8% его тогдашних жителей родились за его пределами. Известно, что мигранты в основном были выходцами из Тульской, Калужской, Рязанской, Смоленской губерний. Жители уездов Московской губ., таких, как Подольский, Бронницкий, предпочитали селиться в Рогожской, Сущевской и Лефортовской частях Москвы, французы и немцы проживали на Тверской и Мясницкой.
Первая Всероссийская перепись населения, проведенная 28 января 1897 г., зафиксировала в Москве и ее пригородах 1 млн 426 тыс. чел., собственно в городской черте проживали около 1 млн чел. Москвичи с родным русским языком составляли 987 тыс. (95%). Наиболее заметными этнодиаспорными группами были немцы (около 18 тыс.), поляки (9 тыс.), евреи (около 5 тыс.), татары (4,3 тыс.).
Рост численности москвичей и в дальнейшем происходил за счет миграционного притока. В 1902 г. местных уроженцев в Москве насчитывалось 27,6%, а пришлых - 72,%. Материалы переписи 1912 г. показали, что около 85% жителей родились вне Москвы. Если в 1902 г. коренных москвичей было 27%, то в 1912 г. их стало меньше, примерно 21% от общего числа жителей города.
Первая всесоюзная перепись населения показала, что в 1926 г. население Москвы составило 2025947 чел., из них более половины (1117977 чел.) не являлись уроженцами Москвы. В 1926 г. русские в городе составляли 1772 тыс. чел. (87,4%), евреи - 131 тыс. (6,5%), татары - 171 тыс. и украинцы - 161 тыс. Сравнение национального состава Москвы, по данным переписей 1912 и 1926 гг., показывает, что доля русских в этот период уменьшилась на 7,8% (в 1912 г. - 95,3%), доля немцев сократилась на 0,9%, поляков - на 0,2%, зато увеличилась численность евреев (на 6,1%), украинцев (на 0,6%), татар, латышей, армян (на 0,3%).
Данные переписи населения 1939 г. вызывают серьезные сомнения с точки зрения корректности сбора и интерпретации статистической информации. С известной осторожностью можно утверждать, что в сравнении с данными 1926 г., доля русских среди москвичей не изменилась, незначительно сократилась доля евреев - с 6,5 до 6%, зато удельный вес украинцев повысился с 0,8 до 2,2%, татар - с 0,8 до 1,4%, армян - с 0,2 до 0,3%.
Перепись населения 1959 г. зафиксировала заметные изменения этнического состава населения в годы Отечественной войны: по сравнению с 1939 г., среди горожан повысился удельный вес русских (с 87,4 до 89,5%), снизился удельный вес евреев (с 6,0 до 4,1%), уменьшилась доля немцев, поляков, представителей народов Прибалтики, мордвы, азербайджанцев, грузин, но увеличилась доля татар (до 1,5%), а также украинцев и белорусов.
По данным переписи 1970 г., численность населения Москвы составила 7 млн. 194,3 тыс. человек, по переписи 1979 г. - 8142,2 тыс.