૨૦૦૧ મુજબ ભારતની વસતી ગણતરી અનુસાર તિરુનેલવેલીની વસતી 4,11,298ની હતી.[૧૮] વસતીમાં પુરૂષોનો હિસ્સો 49 ટકા અને સ્ત્રીઓનો હિસ્સો 51 ટકા હતો. આ શહેરનો સાક્ષરતાનો સરેરાશ દર 78 ટકા છે, જે 59.5 ટકાની રાષ્ટ્રીય સરેરાશની સરખામણીએ વધારે છેઃ પુરૂષોનો સાક્ષરતા દર 83 ટકા અને સ્ત્રીઓનો સાક્ષરતા દર 73 ટકા છે. તિરુનેલવેલીમાં, વસતીનો 6 ટકા હિસ્સો 6 વર્ષથી ઓછી વયના બાળકોનો છે. મ્યુનિસિપલ કોર્પોરેશન પૈકી, તિરુનેલવેલીની સ્ત્રીઓનો ઊંચો ગુણોત્તર ધરાવતા નગર તરીકે ગણના થાય છે, કેમકે આ શહેરમાં પ્રત્યેક 1000 પુરૂષ સામે સ્ત્રીઓની સંખ્યા 1,024 છે.[૧૯] આ નગરનો અર્બન અગ્લોમરેશનનો વિકાસ દર 20.22 ટકાનો છે. [૨૦]આ શહેર 128.65 ચોરસ કિલોમીટરના વિસ્તારમાં ફેલાયેલું છે. આ શહેરની વસતી ગીચતા 2001માં વધીને પ્રતિ ચોરસ કિલોમીટર દીઠ 3,781 વ્યક્તિની થઇ છે, જે 1971માં પ્રત્યેક ચોરસ કિલોમીટર દીઠ 2,218 હતી. 2001ની વસતી ગણતરી પ્રમાણે, આ શહેરના અસક્ષમ લોકોની સંખ્યા 13,08,246 હતી, જે પૈકી 6,45,142 પુરૂષો અને 6,63,104 સ્ત્રીઓ હતી. શહેરની વસતીમાં હિંદુઓનું પ્રમાણ સૌથી વધુ છે. ત્યારપછી અનુક્રમે મુસ્લિમ અને ખ્રિસ્તીઓ આવે છે. શહેરમાં મુખ્યત્વે તમિલ ભાષા બોલવામાં આવે છે. અંગ્રેજીનો વપરાશ પણ એટલો જ સામાન્ય છે. ઓફિસોમાં મોટાભાગના કામકાજ અને મોટાભાગની શૈક્ષણિક સંસ્થાઓમાં ભણતરનું માધ્યમ અંગ્રેજી છે. આ પ્રદેશમાં બોલાતી તમિલનાં ઉચ્ચારણો અત્યંત સ્પષ્ટ છે અને તે સમગ્ર તમિલનાડુમાં લોકપ્રિય છે.