Petrolina ratificou o status de terceiro maior município de Pernambuco. De acordo com dados atualizados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), a Capital do São Francisco possui o total de 422.461 habitantes – atrás apenas de Jaboatão dos Guararapes, com 685.222, e do Recife, com 1.588.983 habitantes. Estes dois últimos localizam-se na Região Metropolitana.

Petrolina está entre os 15 municípios mais populosos do Estado. Na outra ponta, entre os de menor população, Itacuruba (Sertão de Itaparica) aparece liderando a lista. O município tem apenas 4.491 habitantes.

Somada a população estimada de todos os municípios de cada região, os números são os seguintes:

Região Metropolitana – 3.968.548 (41,4%);

Agreste – 2.465.734 (25,7%);

Sertão – 1.836.635 (19,2%);

Zona da Mata – 1.308.895 (13,7%).