Segundo o Censo Nacional de 2002, aproximadamente 56% da população da província vivia em cidades, concentradas na costa oriental, exceto Huillinco, que se localiza junto ao lago de mesmo nome. A principais cidades são:
Castro (29.148 habitantes): Porto e capital da província desde 1982. É a terceira cidade mais antiga do Chile. Se destacam as palafitas, o mercado, e a igreja de São Francisco, Monumento Nacional e Patrimônio da Humanidade pela Unesco;
Ancud (27 292 hab.): Fundada em 1767, foi capital da província de Chiloé até 1982. Destaque para o Museu Nacional de Ancud, que conserva objetos históricos, artesanais e representações de seres mitológicos;
Quellón (13 656 hab.): A terceira maior cidade de Chiloé, fundada em 1906, fundada em 1906 por uma empresa de bebidas que faliu em 1952;
Dalcahue (4933 hab.): Povoado conhecido por sua Igreja de Nossa Senhora das Dores, que é Monumento Nacional e Patrimônio da Humanidade.
A população descende principalmente da mescla de povos indígenas (huilliches, cuncos, payos y chonos) e colonizadores espanhóis, com aportes posteriores de chilenos de outras regiões e alguns imigrantes estrangeiros (alemães, croatas, entre outros).
