Bali népessége területéhez képest nagyon magas, hiszen több mint 3,5 millióan élnek a szigeten. A jelenség annak köszönhető, hogy két-három generációval korábban a családok gyakran 6-9 gyereket vállaltak. A kormány túlnépesedést megelőző kampányának köszönhetően napjainkra ez a szám 2-3-ra csökkent. A lakosság főleg indonéz származású, azon belül balinéz, de sok a szomszédos szigetekről betelepült lakó is. A nagyobb városokban kínai közösségek alakultak ki, és elszórtan indián üzletemberekkel is találkozhatunk.

A legelterjedtebben használt nyelv a balinéz és az indonéz, és mint a legtöbb indonéz ember, a szigetlakók nagyobb része két vagy három nyelvet is beszél. Létezik néhány helyi balinéz nyelv is, de a legtöbb helybeli a modern balinézt beszéli. Régebben a kasztrendszer és a törzsi hovatartozás határozta meg, hogy ki melyik balinéz nyelvet használta, de ez a hagyomány eltűnőben van. A komoly idegenforgalom következtében az angol nyelv ismerete elterjedt.

Balin a lakosság körében legelterjedtebb vallás a hinduizmus, de egyre nagyobb számban képviseltetik magukat a muszlinvallás követői, akik Jáváról és Lombokról jönnek át munkát keresni. Legtöbben a déli part mentén élnek és a sziget gyorsan fejlődő fővárosában Denpasarban, ami jelenleg több mint 370,000 főt számlál. A közép és déli részeken, azaz Ubudtól, Denpasaron át Kutáig tartó területen erős városiasodás és gyors terjeszkedés vette kezdetét az utóbbi években.