Adıyaman şehrinin kuruluşundan, Cumhuriyet'in ilanına kadar olan dönemde şehir hakkında sağlıklı bilgi arşivlerinden elde edilememiştir. Ancak, Osmanlı İmparatorluğu döneminde 1517-1520 yılında yapılan genel nüfus sayımına göre Adıyaman'da 79 erkek, 1540 nüfus sayımında ise 173 bekar erkek nüfus yaşadığından söz edilmekte kadın nüfusun sayıma dahil edilmediği anlaşılmaktadır. Nüfusun her geçen yıl artmakta olduğu düşünülürse de azalma ihtimali de göz önünde tutulmalıdır. Yalnız; savaş, istila, bulaşıcı hastalıklar ve yetersiz beslenme gibi nedenlerle nüfusun azalacağını göz önünde tutmamız gerekir. 1940-1945 yıllarında olduğu gibi, nüfusta zaman zaman azalma görülebilir.
Adıyaman'ın nüfus yapısı 1954 yılında il olduğu yılı izleyen 1955 yılından itibaren incelemeye esas alınmıştır. Zira şehrin gelişimini, çevreyle ilişkisini izleyebilmek için 1955 yılı uygun bulunmuştur. Bununla beraber 1927-2000 yılları arası nüfus artışı ile ilgili bazı bilgiler “Adıyaman'ın Şehirleşmesi” konusunda verilmiştir.
Adıyaman şehrinin 1955 yılından 13966 olan nüfusunun, 1955'i izleyen nüfus sayımı dönemlerinde artış gösterdiği anlaşılmaktadır. Ancak 1970 yılında %68.4 nüfus artış hızı ile en yüksek değerine yükselmiştir. 1980 yılında ise %39.8 değerle artış hızında eskiye göre gerileme gözlenmiştir. 1985, 1990, 1997 ve 2000 nüfus sayım sonuçlarına göre, nüfus artış hızının artığı görülmektedir. Bu artış 1985'te %59.45 e, 1990'da %66.78'e (100 045), 1997'de %112'e (nüfus 212 475'e), 2000'de %34 (nüfus 282.510) gibi yüksek bir değere ulaşmıştır.
Nüfus sayım sonuçları incelendiğinde merkeze bağlı kırsal nüfusun artış hızının Adıyaman nüfus artış hızından düşük olduğu görülür. Özellikle 1960 yılında kırsal nüfusun 1533 kişi azalması ile artış hızı % -6.63 gibi düşük değere inmiştir. Aynı devrede Adıyaman şehir nüfusu 2521 kişi artmıştır. Buna göre 1955-1960 dönemlerinde kırsal kesimden şehre ilk göç başlamıştır. Adıyaman şehir nüfusunun yavaş artması da Adıyaman'dan dışarıya başka illere göç olduğu izlenimini vermektedir. 1965 nüfus sayım döneminde kırsal kesim (-) değerden kurtulup 6064 kişinin artmasıyla %25 değerle en yüksek nüfus artış hızına kavuşmuştur. Adıyaman şehir ve kırsal nüfusunu 1990 yılı artış endeksleri incelendiğinde Adıyaman şehrinin endeks değerinin 716, Kırsal nüfusun endeks değerinin ise 161 olduğu görülür. Bu değerlerden çıkan sonuç, şehir nüfus artış hızının kırsal nüfus artışından oldukça yüksek olduğudur. 1997 ise şehir merkezinin 100.045' te 212.475'e yükselmesi ise Atatürk Barajı'na bağlıdır.
Sonuç olarak denilebilir ki 1955'ten 2000'ne gelinceye kadar şehir ve kırsal nüfus artış hızı düzenli bir seyir takip etmemiştir. İç ve dış göçlerin 1960 yılında ilk işaretini verdiğini söyleyebiliriz.
1955-2000 yılları arasındaki Adıyaman şehir nüfusu ile toplam ilçe nüfus değerlerini incelediğimizde; Adıyaman merkez ilçeye bağlı 8 ilçe (Besni, Çelikhan, Gerger, Gölbaşı, Kahta, Samsat, Sincik ve Tut) merkez nüfusun toplamı 2000 yılına göre ( merkez ilçe 282 510, ilçelerin ise 218 764) 64 000 daha fazla olduğunu görürüz. Kırsal kesimin nüfusunu göz önünde tutarsak merkez ilçe 358 277 iken, ilçelerin ki ise 451 983 olup, Adıyaman şehrinin toplam nüfusu 810.260 dır.
İl bazında nüfus artış hızlarını ele aldığımızda şehirlerin nüfus artış hızının, kırsal alanın nüfus artış hızından devamlı yüksek olduğu ortaya çıkmaktadır. Bu durum, kırsal alandan şehre devamlı göç olduğunu göstermektedir.
