Kemaliye’nin, geçmişten günümüze ilçe nüfusu çok azaldı. Tarım arazisi ve iş imkânları da az olan ilçede geçinemeyen halk büyük şehirlere göç etti. İlçe ile ilgili ilk nüfus verileri 1518 ve 1523 yılına ait tahrir defterinde yer alır. 1518’de Eğin’deki hane sayısı 12 iken, bu sayı 1523’te 200 olmuştur. Bu da yaklaşık 1000 civarında nüfustur. Nüfus 17. yüzyılda yaklaşık 5,000, 19. yüzyıl ortalarında 15,000 civarı olmuştur. Bu dönemde ilçe nüfusunun yarısına yakını Ermeni’dir.[30] Ayrıca Egine'de bir cemaat ve 1770-1780'lerde dönüştürülmüş İslam olan 36 dağlık Müslüman Ermeni köyü vardı. Bu Müslüman Ermeni köylerinin en büyükleri şunlardı: Bahche, Yagublu(Yakuplu), Averak(Avarik), Tavuk, Hasa, Sergevil, Salahlu(Salahli), Aghelner(Aghillar), Dilli, Vankeagh(Vengük), Akrag, Arko/Ergiu(Ergü) ve Kendir Verin. Arabkir'in komşu kazasında, en büyüğü Kharpazug (Chanakchi) köyü olmak üzere dört Müslüman Ermeni köyü de vardı.[31]

Nüfus, 1892 yılında 30,000’e yaklaşır. Nüfus artışında yerleşmenin ticaret yolları üzerinde bulunmasının etkisi fazladır (Aksın 2003: 96-104). İlçe nüfusu çevre köyleriyle birlikte 1894 yılındaki Mamuratü’l Aziz salnamesine göre toplam 42,560 kişidir. Ahmet Aksın’ın “XIX. Yüzyılda Eğin” adlı çalışmasında yıllara ait nüfus ve istatistiki bilgiler vardır. Kendisi: “ Yukarıdaki sonuçlara dayalı olarak Eğin ve çevresindeki yerleşim birimlerinin 15. yüzyıldan 19. yüzyıl ortalarına kadar oldukça fazla miktarda nüfus barındırdıklarını ve önemli birer ticaret merkezi niteliğini taşıdıklarını söyleyebiliriz(Aksın 2003: 115)” der. Cumhuriyetin ilanı sonrası nüfusta azalma sebebi sosyo-ekonomiktir. Kemaliye’de Cumhuriyet Dönemi’nde bütün senelerde kırsal nüfus kent nüfusundan fazladır. İlçe göç sebebiyle hızla nüfus kaybetti. 1950 yılındaki nüfusu 3,709, 1960'ta 2,652, 1970’te 2,510, 1980’de ise 2,614 idi.(Yurt Ans. 1982: 2636). Kemaliye nüfusuna kayıtlı yakl. 202,000 kişi vardır.