中国最早人口统计数据，见于在西晋人皇甫谧所撰《帝王世纪》一书，记载上古禹时代中国“民口千三百五十五万三千九百二十三”，即0.13亿人。很显然，这一数据并不可靠，当时连文字都没有，根本无法统计，也无统计。故《清文献通考·户口考》认为，“古今户口之数，三代以前杳远莫考”，“后儒以意揣之，未足深信”。学术界认为较靠谱的是东周庄王十三年(公元前684年)的数字，当时已出现“料民”这一人口调查统计活动，此时中国有“一千一百八十四万七千人”。
从春秋至汉代(公元前770年-公元200年)，中国总人口开始变化，到汉代时形成了中国人口史上第一个生育高峰期。先秦时，各诸侯国出于强国、征战和称霸的需要，纷纷推出积极的人口政策，鼓励生育。如东部齐国，管仲治齐时，国内采取奖励生育政策，对外推出移民政策，欢迎“外国人”到齐国定居;被吴国打败的越国，越王勾践尤重人口发展，国内所有家庭妇女，只要生孩子，从医疗到护理，费用国家全包。
西部的秦国，在秦孝公继位后赶紧调整人口政策，重用商鞅，实施变法，对内奖励农耕，改善老百姓生活，提高生育能力;对外“利其田宅，免其兵役”，欢迎三晋百姓移民秦国，为日后统一中国奠定了坚实的人口基础。到秦始皇时，秦国进一步加强人口管理。十六年(公元前231年)开始要求男子登记年龄，即《史记·秦始皇本纪》中所谓“初令男子书年”。据《帝王世纪》，秦代时中国总人口达“二千余万”，这是中国总人口首破0.2亿。
到汉朝，中国人口增长加速，刘启(景帝)当皇帝末年(公元前141年)，中国总人口已超0.3亿;到西汉后期又翻近一倍，约0.6亿人，中国首过半亿人。据《汉书·地理志》：汉平帝元始二年(公元2年)，“民户千二百二十三万三千六十二，口五千九百五十九万四千九百七十八。”西汉人口为何增加这么快?与当时的经济发展水平和国力有关，更重要的是，西汉朝廷采取了相当给力的鼓励生育措施。据《汉书·惠帝纪》，汉惠帝时“民产子复勿事二岁”，生了一个孩子免徭役2年，当时能生育的妇女自然都放开肚皮生。中国总人口何时过亿?——《中国人口通史》：北宋后期1.2亿多人
到东汉，中国人口继续增加，最盛时达到0.7亿。但此后，一直到宋代，中国总人口长期停滞在0.6亿左右，常态是“中国半亿人”，甚至更少。据路遇、滕泽之著《中国人口通史》数据，三国鼎立前后，中国版图内总人口，加上少数民族仅约0.19亿，为春秋以来中国人口最低点。即使乐观估算，三国末中国总人口也不过0.28亿人。唐代是中国古代最盛王朝，在唐玄宗天宝末年，即公元755年发生《安史之乱》前，全国人口达到极盛。据《旧唐书·玄宗纪》，天宝十三年全国“口五千二百八十八万四百八十八”。但经过“安史之乱”，中国人口急剧下降，李豫(代宗)当皇帝的广德二年(公元764年)，总人口不到0.17亿，不及天宝十三年的三分之一，而这仅仅过了10年时间。
对这一数据，古今学者都有怀疑，认为偏低。葛剑雄主编《中国人口史》认为，唐代人口最多的天宝年十三年，全国总人口应在0.65-0.7亿之间;算上可能隐漏报数，在0.75-0.81之间;路遇、滕泽之著《中国人口通史》认为，唐代最盛时全国总人口超0.9亿。而清代学者梁启超的人口观点，中国在唐代，全国人口已过亿。其在《中国人口统计》一文中称，“唐盛时已得百余兆。”但梁启超所说的“百余兆”毕竟于史无出。为什么唐代在中国历史上国力最强，但人口规模却不是最大?这与唐人“崇佛”不无关系，在唐代，很多时期男人爱当和尚，女人乐做尼姑，出家人口很多，直接影响了人口繁殖。
那么，中国总人口到底何时破亿?在公元十二世纪的北宋年间，这是中国古代第二个人口出生高峰期。但在历代人口统计中，宋代的全国总人口并不多，这是为什么?现代人口学家普遍认为，宋代人口普查最不严肃，在登记编写户籍时，财产人丁情况一般不实，漏报瞒报普遍。元末马端临编《文献通考·户口考》便称，宋代“天下户口数，类多不实”。
现代学术界认为，北宋人口最盛时期在赵佶(徽宗)当皇帝时。据《宋史·地理志》，大观四年(公元1110年)，全国总户数是20882258户，为历史最高，但总人口仅约0.47亿，平均每户仅2口多，显然不对。考证发现，原来宋代人口统计不计女性，推算大观四年北宋全国总人口应过0.9亿;如果以通行的古代平均每户5人计算，则人口过亿。