Com mais de um milhão de habitantes, a região metropolitana Vale do Rio Cuiabá ficou estimada ficou em última posição dentre as regiões metropolitanas do país em ranking populacional, de acordo com a estimativa publicada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE).

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No total, a região metropolitana alcançou 1.060.703 moradores. Juntas, todas as regiões metropolitanas do Brasil têm 101.725.084 de população estimada, o que equivale a 47,7% da população brasileira.

Em Mato Grosso, o município de Cuiabá continua sendo o mais populoso, com 623.614 habitantes (5.490 a mais do que em 2020), seguido por Várzea Grande (290.383), Rondonópolis (239.613), Sinop (148.960) e Tangará da Serra (107.631).

Cáceres (95.339), Sorriso (94.941), Lucas do Rio Verde (69.671), Primavera do Leste (63.876) e Barra do Garças (61.702) completam a lista das dez cidades mais populosas de Mato Grosso, que não se alterou em relação à EstimaPop 2020. No ranking de todas as cidades do Brasil, Cuiabá ficou na 35ª colocação. Já Várzea Grande é o 97º maior município em número de moradores do país. No total, Mato Grosso tem 3.567.234 habitantes.

Veja a estimativa de população por município em 2021:
 
Cuiabá: 623.614
Várzea Grande: 290.383
Rondonópolis: 239.613
Sinop: 148.960
Tangará da Serra: 107.631
Cáceres: 95.339
Sorriso: 94.941
Lucas do Rio Verde: 69.671
Primavera do Leste: 63.876
Barra do Garças: 61.702
Alta Floresta: 52.105
Nova Mutum: 48.222
Pontes e Lacerda: 46.105
Campo Verde: 44.033
Juína: 41.190
Colniza:41.117
Campo Novo do Parecis: 36.917
Guarantã do Norte: 36.439
Peixoto de Azevedo: 35.695
Barra do Bugres: 35.642
Juara: 35.275
Colíder: 33.855
Poconé: 33.386
Confresa: 32.076
Mirassol d'Oeste: 28.135
Jaciara: 27.696
Sapezal: 27.485
Vila Rica: 26.946
Água Boa: 26.679
Paranatinga: 23.250
Aripuanã: 23.067
Chapada dos Guimarães: 22.521
Diamantino: 22.311
Canarana: 22.101
Nova Xavantina: 21.695
São José do Rio Claro: 21.351
Comodoro: 21.249
Nova Olímpia: 20.820
Cotriguaçu: 20.717
Brasnorte: 20.571
Alto Araguaia: 19.714
São José dos Quatro Marcos: 18.788
Querência: 18.386
Pedra Preta: 17.547
Santo Antônio do Leverger: 17.188
Araputanga: 17.078
Matupá: 17.017
Rosário Oeste: 16.999
Juruena: 16.811
Vila Bela da Santíssima Trindade: 16.412
Campinápolis 16.223
Nova Bandeirantes: 16.052
Poxoréu: 15.936
Guiratinga: 15.740
Nobres: 15.332
Feliz Natal: 14.847
Tapurah: 14.380
Itiquira: 13.727
Nossa Senhora do Livramento: 13.093
Nova Canaã do Norte: 12.876
Porto Alegre do Norte: 12.849
Nova Ubiratã: 12.492
Cláudia: 12.338
Alto Garças: 12.323
Porto Esperidião: 12.176
São Félix do Araguaia: 11.934
Vera: 11.731
Alto Paraguai: 11.587
Alto Taquari: 11.413
Paranaíta: 11.291
Juscimeira: 11.124
Ribeirão Cascalheira: 10.450
Apiacás: 10.431
Marcelândia: 10.107
Carlinda: 10.094
Denise: 9.626
Novo Mundo: 9.545
Arenápolis: 9.399
Nova Monte Verde: 9.375
Tabaporã: 9.357
Terra Nova do Norte: 9.284
Nova Maringá: 9.056
Castanheira: 8.782
Santa Terezinha: 8.547
Jangada: 8.420
Jauru: 8.377
Ipiranga do Norte: 8.182
Barão de Melgaço: 8.165
Dom Aquino: 8.087
Gaúcha do Norte: 7.913
Campos de Júlio: 7.245
Alto Boa Vista: 7.092
Itanhangá: 7.030
Pontal do Araguaia: 6.972
Nova Lacerda: 6.861
Bom Jesus do Araguaia: 6.830
Lambari D'Oeste: 6.246
Nortelândia: 5.858
General Carneiro: 5.726
Cocalinho:5.716
São José do Xingu: 5.646
Santo Antônio do Leste: 5.459
Porto dos Gaúchos: 5.344
Acorizal: 5.309
Curvelândia: 5.267
Rio Branco: 5.147
Novo São Joaquim: 4.837
São Pedro da Cipa: 4.823
Canabrava do Norte: 4.711
Santa Carmem: 4.600
Nova Guarita: 4.407
Conquista D'Oeste: 4.163
São José do Povo: 4.102
Novo Horizonte do Norte: 4.069
Rondolândia: 4.069
Nova Nazaré: 4.013
Tesouro: 3.761
Nova Santa Helena: 3.755
Nova Brasilândia: 3.656
Itaúba: 3.609
Santa Rita do Trivelato: 3.602
Torixoréu: 3.487
União do Sul: 3.455
Figueirópolis D'Oeste: 3.411
Nova Marilândia: 3.332
Salto do Céu: 3.226
Santo Afonso: 3.164
Vale de São Domingos: 3.124
Araguaiana: 3.064
Glória D'Oeste: 2.990
Indiavaí: 2.806
Porto Estrela: 2.794
Novo Santo Antônio: 2.769
Reserva do Cabaçal: 2.754
Santa Cruz do Xingu: 2.700
Planalto da Serra: 2.637
Ribeirãozinho: 2.439
Luciara: 2.036
Serra Nova Dourada: 1.705
Ponte Branca: 1.525
Araguainha: 909