从聚落形态的演变过程看，二里头遗址所在的洛阳盆地在史前时期一直属人口密集分布区，但仰韶文化和龙山文化时期最大遗址的面积仅60余万平方米，这与二里头遗址形成了鲜明的对比。

　　已有学者对二里头遗址二里头文化繁盛时期的人口进行了估算。有的学者推测当时人口有6200户以上，总人数当在3.1万人以上；也有学者推测当时人口为22500～28000人；还有学者估算二里头时代人均占地面积为148平方米/人，可推算二里头遗址当时人口约20300人。

古代人口问题极为复杂，每人所持推算标准也不尽相同，有待进一步探讨。但值得注意的是，上述学者以不同的方法对二里头遗址当时人口数所作推算，并无太大的差异。如是，则二里头都邑当时的人口至少应在20000人以上。

与此形成鲜明对比的是，据学者的研究成果，史前时期大型聚落的人口一般不超过5000人，与二里头同时期的普通聚落的人口一般不超过1000人。人口如此高度集中于中心聚落（都邑）及近畿地区，在东亚地区尚属首见。人口的增长是社会复杂化与国家出现的重要契机，而人口集中的程度又从一个侧面反映出国家社会的成熟度。