Ifølge estimater fra Bureau of the Census hadde Washington pr. 1. juli 2013 en befolkning på 646 449 innbyggere, en økning på 7,4 prosent siden folketellingen i USA i 2010. Økningen er en del av en siden 2000 kontinuerlig veksttrend for byen, etter et halvt århundre med befolkningsnedgang. Byen var den med 24. høyeste innbyggertall i USA i 2010. Ifølge data fra 2010, øker antallet personer innenfor distriktets grenser til over en million personer på dagtid som et resultat av pendlere fra distriktets forsteder.