Av de 4 150 brandmännen på heltid i Wales tre brandkårer är endast 40 svarta och minoriteter etniska (BME).
Fem av norra Wales 880 brandmän är BME, i mitten och västra Wales är det 15 av 1 390 och i södra Wales är det 20 av 1 880. BME-personer utgör 4 % av Wales befolkning, enligt den senaste folkräkningen.
Brandminister Mike Penning sa att mångfald var "inte ett valfritt extra".
"Firefighters, liksom poliser och andra lokala räddningstjänster personal, bör återspegla de samhällen de tjänar och vi förväntar oss att brand- och räddningsmyndigheter att göra mycket mer för att förbättra BME... representation," tillade han.
Brandbrigaderna Union (FBU) sade att bara 4,4 % av brandmännen i England och Wales var BME "helt oacceptabelt".
Siffrorna, som släpptes av Department for Communities and Local Government, visar 10 brandmän, alla i södra Wales sade "vet inte" på frågan om deras etnicitet.
Även om det inte finns någon statistik för en uppdelning av walesiska städer, på platser som Stor Manchester, är bara 2,8 % av brandmännen från en etnisk minoritet jämfört med 16,2 % av befolkningen som helhet.
Mick Nicholas, den högste svarta medlemmen av FBU, berättade BBC Radio 5 live brandkåren hade varit "okonsekventa" på rekrytering från icke-vita samhällen.
Bara 0,9 % av Wales brandmän är icke-vita, officiella siffror har visat.