Οι περισσότεροι κάτοικοι της Βάρνας (варненци, "βάρνεντσι") είναι Βούλγαροι (94%). Οι Τούρκοι έρχονται δεύτεροι με 3%, αλλά από το 2009 Ρώσοι και άλλοι πρόσφατοι ρωσόφονοι μετανάστες χωρίς Βουλγαρική υπηκοότητα, εκτιμώμενοι σε πάνω από 20.000, ίσως τους έχουν ξεπεράσει σε αριθμό, ενώ υπάρχει αυξανόμενος αριθμός Ασιατών και Αφρικανών μεταναστών και ομογενών. Υπάρχει σημαντικός αριθμός Ρομά  (1% του πληθυσμού) κυρίως σε τρεις διακριτές και σε μεγάλο βαθμό εξαθλιωμένες γειτονιές-γκέτο : τη Μακσούντα, τη Ρόζοβα Ντόλινα στη συνοικία Ασπαρούχοβο και τη Τσένγκενε Κούλα στη συνοικία Βλαντισλάντοβο, ενώ η Βάρνα έχει αναλάβει πολλά προγράμματα ενσωμάτωσής τους. Υπάρχουν επίσης Αρμένιοι, Ελληνες, Εβραίοι και άλλες από παλιά εθνικές ομάδες αν και σε πολύ μικρότερους αριθμούς. Στα τέλη του 19ου αιώνα, τις πρώτες δεκαετίες μετά την ένταξη της Βάρνας στη νεότερη Βουλγαρία, οι Βούλγαροι ήταν 3.000 από το συνολικό πληθυσμό των 21.000 κατοίκων. Με την αποχώρηση των περισσότερων Τούρκων και Ελλήνων και την άφιξη Βουλγάρων προσφύγων και εποίκων από την ενδοχώρα, τη Βόρεια Δοβρουτσά, τη Βεσσαραβία και τη Μικρά Ασία και αργότερα προσφύγων από τη Μακεδονία, την Ανατολική Θράκη και τη Νότια Δοβρουτσά μετά το Β΄ Βαλκανικό και τον Α΄ Παγκόσμιο Πόλεμο η εθνοτική πολυμορφία έδωσε τη θέση της στη Βουλγαρική επικράτηση, αν και για πολλές δεκαετίες παρέμειναν σημαντικές μειονότητες Γκαγκαούζων, Αρμενίων και Σεφαρδιτών Εβραίων.