شهرستان خرم آباد یکی از شهرستان های استان لرستان است و مرکز آن شهر خرم آباد است. این شهرستان قبل از سال ۱۳۸۸ دارای شش بخش بود که با تشکیل شهرستان دوره دو بخش از شهرستان خرم آباد به این شهرستان تازه تأسیس الحاق شد و شهرستان خرم آباد در حال حاضر دارای چهار بخش است.
بر اساس سرشماری مرکز آمار ایران، جمعیت شهرستان خرم آباد در سال ۱۳۹۰ برابر با ۴۸۷،۱۶۷ نفر بوده است که ۲۷٫۷ درصد جمعیت استان لرستان را شامل می‌شود. به این ترتیب، شهرستان خر م‌آباد، پرجمعیت ترین شهرستان استان لرستان محسوب می‌شود. از این تعداد، ۳۵۴٬۸۵۵ نفر در چهار شهر خرم آباد، سپید دشت، بیران شهر و زاغه ساکن بوده اند و ۱۳۲٬۰۳۴ نفر نیز در مناطق روستایی ساکن هستند. جمعیت غیر ساکن این شهرستان نیز ۲۷۸ نفر است. تعداد خانوارهای این شهرستان ۱۲۸٬۶۸۰ نفر است.
این شهرستان، بیست و چهارمین شهرستان پرجمعیت کشور است. جمعیت شهرستان خرم آباد طبق سرشماری ۱۳۸۵ برابر ۵۰۹٬۲۵۱ بوده است.
ساکنان خرم آباد به زبان‌های لری خرم آبادی و لکی سخن می‌گویند.
