Volgens de volkstelling van 2011 telt het district Pathanamthitta 1.195.537 inwoners, ongeveer evenveel als het land Timor-Leste of de Amerikaanse staat Rhode Island. Daarmee staat het op de 399e plaats in India (op een totaal van 640). Het district heeft een bevolkingsdichtheid van 453 inwoners per vierkante kilometer (1.170/sq mi). De bevolkingsgroei over het decennium 2001-2011 bedroeg -3,12%. Pathanamthitta heeft een sekseratio van 1129 vrouwen voor elke 1000 mannen, en een alfabetiseringsgraad van 96,93%. Het district Pathanamthitta is een van de weinige districten met een negatieve bevolkingsgroei.
Volgens de volkstelling van India van 2001 telde het district 1.234.016 inwoners met een dichtheid van 467 personen per vierkante kilometer. Dit is de laagste bevolkingsdichtheid in de staat na Idukki en Wayanad. Geregistreerde stammen en kasten maken 13% uit van de totale bevolking. De verhouding vrouw/man is 1094:1000, de hoogste van alle districten in de staat. De alfabetiseringsgraad in Pathanamthitta bedraagt 95%. De belangrijkste godsdiensten in Pathanamthitta zijn hindoeïsme, christendom en islam. Sikhs, boeddhisten en Jains hebben veel kleinere aanhangers. In 2004[update] telde de bevolking 694.560 (56,28%) Hindoes, 481.602 (39,03%) Christenen en 56.457 (4,58%) Moslims, de laagste aanhang in de staat.
In 2011[update] telde de bevolking 681.666(56,93%) Hindoes, 456.404(38,12%) Christenen en 55.074(4,60%) Moslims. Van de christelijke kerkgenootschappen telt de Malankara Orthodoxe Kerk 312.352 inwoners, de Mar Thoma Syrische Kerk 134.751, de Jacobitische en Knanaya Jacobitische bevolking in totaal 47.256 en de Malankara Katholieken in totaal 44.326. Een groot aantal Pinkster- en Reformatorische groeperingen is ook aanwezig in dit gebied.
