De acuerdo a los datos estadísticos publicados por el Instituto Provincial de Estadísticas y Censos, que provienen del Censo Nacional de Población y Vivienda, la ciudad de Santo Tomé es una de las 5 ciudades de la Provincia de Santa Fe que tiene una población que va entre los 50 mil y los 100 mil habitantes.
Según el censo 2010, la ciudad de Santo Tomé contaba con 66.133 habitantes, registrando un incremento del 1,3% de la población, respecto al censo poblacional de 2001 que había arrojado 58.904 habitantes. De este modo se evidencia una tasa de crecimiento intercensal que se encuentra por encima de la media provincial, la que alcanza el 0,7%.