Según el último padrón municipal publicado por el Instituto Nacional de Estadística con datos obtenidos a fecha de 1 de enero del 2010, la población de Membrilla se sitúa en un total de 6.362 censados, de los cuales 3.217 son hombres y 3.145 mujeres. Estos datos suponen un descenso de 55 personas respecto al año anterior, con una variación absoluta del 0.86%.
A nivel provincial, el INE indica que Ciudad Real alcanzó los 529.453 ciudadanos censados, unas cifras que suponen un incremento del 0,41 en relación a los censados en el año 2009. Por municipios, Membrilla se sitúa entre los que más han visto descender su población en el último año. La población de Membrilla es la sexta que más se ha reducido de todos los municipios de Ciudad Real, sólo por detrás de Bolaños, La Solana, Villarrubia, Almadén y Santa Cruz.
Los datos del INE confirman el progresivo descenso de población que nuestra localidad viene sufriendo desde finales del siglo pasado y que se ha incrementado en los últimos años, siendo una de las señas características de la primera década del siglo XXI. En el año 2000, Membrilla contaba con una población de 6.609 habitantes. El progresivo descenso llevó hasta una población de 6.500 habitantes en el año 2005. Sin embargo, esta progresión negativa consiguió ser frenada en el año 2006, lográndose una recuperación de la población.
Será a partir del año 2007 cuando la población inicie de nuevo su descenso, bajando hasta los 6.467 habitantes. Cifras que han ido incrementándose año tras año hasta llegar a las 6.362 personas censadas en enero del 2010.