自治旗是以鄂温克族为主体，汉族占多数，蒙古族、达斡尔族超万人，满族、回族逾千人，还有鄂伦春、朝鲜、藏、锡伯、土、赫哲、彝、京、苗、壮、瑶、柯尔克孜、土家、俄罗斯20个民族组成的大家庭。

鄂温克、蒙古、达斡尔族是自治旗的世居民族。1990年，鄂温克族主要分布：辉苏木有1753人，占全苏木人口的69%以上;伊敏苏木1012人，占苏木人口的35.75%;巴彦嵯岗苏木562人，占苏木人口的47.9%;巴彦托海镇2682人，占镇人口的12.3%。蒙古族布里亚特部聚居锡尼河西苏木，占人口的90%，孟根楚鲁苏木70%以上，锡尼河东苏木占45%;蒙古额鲁特部聚居于伊敏苏木，有700人，占该苏木蒙古族人口的68.8%。其余蒙古族大部聚居在4个镇。达斡尔族居住在巴彦托海镇8922人，占镇人口的39.11%;巴彦塔拉达斡尔民族乡1409人，占乡人口的60%。汉族人口1953年为314人，1961年大办国营农牧场时达10 196人，第一次超万人。后因停办国营农场汉族人口降到1963年的4069人，到1971年大雁煤矿开工，汉族人口又达14 025人，居各族人口数之首。1990年末，全旗汉族人口增长到82 175人。汉族人口多数居住在四个镇，达80 560人，占汉族人口的98%，占全旗总人口的63.36%。