秦末汉初，由于长期战乱人口锐减，西汉建立时人口仅剩1300万，经过汉初的休养生息，至汉武帝元光元年（前134年）全国人口约有3600万，汉武帝后期因繁重徭役导致户口锐减，至于史书中的”户口减半“是因民众不堪重负逃税导致人口登记不实以致，汉昭帝、汉宣帝相继息兵养民，到宣帝末年（前49年）人口已达5000万左右 。元始二年（2年）西汉在籍人口达59594978人，垦田8270536顷，为两汉之最。 学者考虑到未纳入统计的隐户及外族，因此认为西汉末人口应有6300万。

由于历史早期农业发展集中在黄河流域，故西汉人口密度分布极不均匀。以淮河、秦岭为界，北方人口约八成，南方人口不足两成。人口数超过500万的司、豫、冀、兖、青、徐五州均位于黄河中下游地带，这五州的人口总数占全国的55%。首都长安周围人口密度达每平方公里1000人左右 。人口数量在200万以下的有交、凉、并、朔方四州。扬、荆、益三州的主要人口分布在成都平原、南阳盆地、太湖平原和宁绍平原。

新莽末年爆发绿林起义导致人口锐减，东汉建立后人口开始恢复。光武帝中元二年（57年）全国有户4279634，口21007820；汉明帝永平十八年（75年）全国有户5860573，口34125021；汉章帝章和二年（88年）全国有户7456784，口43356367；汉和帝元兴元年（105年）全国有户9237112，口53256229，垦田面积达7320170，为东汉之最。 至汉桓帝永寿三年（157年）全国有户10677960，口56476856，为官方统计的人口峰值。 不过古今学者考虑到当时被豪强地主霸占或荫庇的大批徒附、宗族、宾客、部曲、奴仆等人群以及迁居汉地的匈奴、羌族、氐族、百越等大多未纳入户口统计，故认为东汉人口峰值达6500万 。

东汉的人口分布又有变化。中原人口为躲避战火向长江流域迁徙，南方人口升至全国四成。口数超过500万的有豫、荆、扬、益四州。荆益两州的人口都增加了一倍，扬州人口也增加了四分之一。南方人口增长的同时，北方大部分郡国人口减少。之后经过东汉末年的军阀混战，到三国初仅余2224万。