Мнозинството (79%) от жителите на града са руснаци. Големите малцинства (над 1000 души) са представени от украинци, татари и беларуси. Населението на Петропавловск Камчатски достига максимума си през 1991 г., когато в града живеят 273 000 души. Вследствие икономическата криза след разпадането на СССР, населението оттогава постепенно намалява.