Według stanu z 31 grudnia 2024 roku w powiecie bydgoskim zamieszkiwało 127 915 mieszkańców: 64 542 kobiety (50,5% ludności) i 63 373 mężczyzn (49,5%), czyli 6,4% ludności województwa kujawsko-pomorskiego. Gęstość zaludnienia w powiecie wyniosła 92 osób na km². Pod względem ludności powiat bydgoski zajął w 2024 roku 2. miejsce spośród 19 powiatów w województwie oraz 44. lokatę wśród 314 powiatów Polski.
Wskaźnik urbanizacji wyniósł 20,1%; w miastach w tym dniu mieszkały 25 723 osoby, zaś na wsi 102 192 osoby.
Warunki naturalne mały|Krajobraz morenowy Pojezierza Krajeńskiego mały|Widok z Gzina na Dolinę Wisły
Geomorfologia Powiat bydgoski leży na pograniczu kilku wielkich pojezierzy: Południowopomorskiego, Wielkopolskiego i Chełmińsko-Dobrzyńskiego, a ponadto przecinają go wielkie doliny: Pradolina Toruńsko-Eberswaldzka oraz Dolina Dolnej Wisły. W okolicach Bydgoszczy Wisła zakręca na północ tworząc ogromne zakole, do którego od zachodu wpływa Brda. Obie rzeki, jak również pradolinę bydgosko-nakielską, w której dnie płynie Kanał Bydgoski otaczają strome zbocza, poprzecinane jarami i dolinami denudacyjnymi.