In den letzten zwei Jahrzehnten des 19. Jahrhunderts war Chicago das Ziel von Einwanderer aus Irland, Süd-, Mittel- und Osteuropa, darunter Italiener, Juden, Polen, Griechen, Litauer, Bulgaren, Albaner, Rumänen, Türken, Kroaten und Serben, Bosnier, Montenegriner und Tschechen. Zu diesen ethnischen Gruppen, die die Grundlage der industriellen Arbeiterklasse der Stadt bildeten, kam ein zusätzlicher Zustrom von Afroamerikanern aus dem amerikanischen Süden hinzu - wobei sich die schwarze Bevölkerung Chicagos zwischen 1910 und 1920 verdoppelte und sich zwischen 1920 und 1930 erneut verdoppelte.
In den 1920er und 1930er Jahren ließ sich die große Mehrheit der nach Chicago ziehenden Afroamerikaner in einem sogenannten "Black Belt" auf der Südseite der Stadt nieder. Eine große Anzahl von Schwarzen ließ sich auch auf der Westseite nieder. Bis 1930 lebten zwei Drittel der schwarzen Bevölkerung Chicagos in Teilen der Stadt, deren Rassenzusammensetzung zu 90% schwarz war. Die South Side von Chicago entwickelte sich nach dem New Yorker Harlem zur zweitgrößten städtischen Schwarzkonzentration in den USA. Heute bilden die South Side von Chicago und die angrenzenden südlichen Vororte die größte Region mit schwarzer Mehrheit in den gesamten Vereinigten Staaten.
Nach der Volkszählung von 2010 lebten in Chicago 2.695.598 Menschen. Die Zusammensetzung der Stadt war:

• 44,9% Weiß (31,7% nicht-hispanische Weiße);
  
• 32,9% Schwarze oder Afroamerikaner;
  
• 13,4% andere Ethnizität;
  
• 5,5% Asiaten
  
• 2,7% Multiracial
  
• 0,5% Indianer.
  
• Chicago hat eine hispanische oder lateinamerikanische Bevölkerung von 28,9%
  
• Die Stadt die drittgrößte LGBT-Bevölkerung in den Vereinigten Staaten. Seit der Legalisierung der gleichgeschlechtlichen Ehe in Illinois im Jahr 2013 haben über 10.000 gleichgeschlechtliche Paare in geheiratet, eine Mehrheit in Chicago.

Die Mehrheit der Bevölkerung Chicagos war und ist überwiegend christlich und nach Dallas, Atlanta und Houston die viertgrößte religiöse Metropole in den Vereinigten Staaten. Der römische Katholizismus und der Protestantismus sind der größte Zweig (34% bzw. 35%), gefolgt von der östlichen Orthodoxie und den Zeugen Jehovas mit jeweils 1%. Chicago hat auch eine beträchtliche nichtchristliche Bevölkerung. Zu den nichtchristlichen Gruppen gehören Irreligiöse (22%), Judentum (3%), Islam (2%), Buddhismus (1%) und Hinduismus (1%).