建国前直至60年代初,毛集区除在外地工作的人员外,常住人口全部在农村,无城镇户口。至1985年9月统计,全区总户数为20745户,总人口90872人,其中城镇居民298户,人数1120人,城镇人口占总人口的8.1%。1996年,总人口106048人,城镇人口为20232人,占总人口的19.08%。至2002年底,总人口121702人,其中城镇人口40161人,占总人口的33%。城镇化水平进展较快,主要因素为毛集撤乡建镇,花家湖煤矿开发,行洪区及塌陷区移民搬迁。
建国初,毛集每平方公里为467.7人。1982年底,总人口为91673人,每平方公里为544人。2000年底总人口为119419人,每平方公里为609人。人口密度呈上升趋势。