Tolimán tiene una población total de 23,963 habitantes de acuerdo con los resultados del Conteo de Población y Vivienda de 2005 realizado por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía, de este total de habitantes 11,528 son hombres y 12,435 son mujeres; el porcentaje de población de sexo masculino es por tanto del 48.1 %, la tasa de crecimiento anual de 2000 a 2005 es de 2.1 %, el 36.3 % de los habitantes son menores de 15 años y el 57.0 % se encuentra entre esta edad y los 64 años, el 35.8 % de los pobladores viven en localidades que concentran a más de 2,500 habitantes y son consideradas por tanto urbanas, y el 24.7 % de la población mayor de 5 años de edad es hablante de alguna lengua indígena, por lo que es el municipio que mayor concentración de población indígena tiene en el estado de Querétaro.