Atacama er med 254 336 innbyggere (2002) den tredje minst befolkete av Chiles regioner, etter Aysén og Magallanes y de la Antártica Chilena. Mer enn halvparten bor i de to byene Copiapó ( innbyggere) og Vallenar (). Andre større byer er Caldera (), Chañaral (), El Salvador (), Tierra Amarilla og Diego de Almagro ().