Inntil 1990-tallet var Distrito Federal den mest folkerike føderale enheten i Mexico, men siden da har folketallet holdt seg stabilt på rundt 8,7 millioner. Byens vekst har strukket seg utover grensene til Det føderale distriktet til 59 kommuner i delstatn México og én i delstaten Hidalgo. Med en befolkning på om lag 20,1 millioner innbyggere (2010) er det et av de mest folkerike storbyområdene i verden. Likevel er den årlige veksttakten i stobyområdet i Mexico by mye lavere enn for andre store urbane tettbebyggelser i Mexico, et fenomen som mest sannsynlig skyldes en desentraliseringspolitikk innført av miljøhensyn. Nettoinnflyttingen til Distrito Federal i perioden 1995 til 2000 var negativ.