La capital peruana, con una población de 7.605.742 habitantes (no incluye el puerto del Callao), alberga alrededor de un cuarto del total de la población peruana y refleja la gran diversidad étnica y cultural con que cuenta el país. Sus millones de habitantes son producto mayoritariamente de la migración rural de las últimas décadas, especialmente desde los años 60 del siglo XX.. A principios de la independencia estaba constituida esencialmente por la antigua población blanca de origen español, mestiza, amerindia y africana con que contaba desde el virreinato. Con el inicio de la República la ciudad se convirtió en receptora de inmigrantes europeos (en su mayoría italianos, británicos, franceses, alemanes y otros centro-europeos) y, a fines del siglo XIX, de inmigrantes asiáticos (esencialmente, chinos y japoneses), contribuyendo aún más a la diversidad étnica con la que ya contaba la ciudad. Lima ocupa el puesto 27 entre las ciudades más pobladas del mundo.
Los descendientes de europeos, constituyen el segmento económicamente dominante de la población de Lima, muy activo en la industria y las finanzas de la ciudad, la mayoría de los cuales son descendientes de españoles e italianos, pero hay un número significativo de alemanes y otros centro-europeos. Los afroperuanos, que inicialmente fueron traídos a la región como esclavos, son también un grupo importante, a pesar de su minoría numérica, de la variedad étnica de la ciudad. Durante el siglo XX, Lima también fue receptora de comunidades asiáticas, particularmente de ancestros japoneses y chinos. La comunidad japonesa constituye la segunda más grande de América del Sur luego de la de São Paulo. Sin embargo, son los descendientes de los migrantes del resto del país (de mediados del siglo pasado en adelante), en su mayoría, mestizos, los que componen actualmente la mayor parte de la población limeña.
Según una encuesta realizada en 2008 por el Instituto de Opinión Pública de la Pontificia Universidad Católica del Perú, de los 503 entrevistados el 63% se considera mestizo, 22% amerindio (quechua, amazónico y aymara), 7% blanco, 4% afroperuano, 1% asiático y 3% no precisan o se consideran de otros grupos.
Lima es el principal centro cultural de Perú. Alberga 28 universidades, entre las cuales se encuentra la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Decana de América, la más antigua en el continente y la primera del Perú, fundada el 12 de mayo de 1551, dando lugar a la celebración del día de la Universidad Peruana.
Otras universidades públicas tienen un importante rol en enseñanza e investigación, como la Universidad Nacional de Ingeniería, fundada en 1876, la Universidad Nacional del Callao, la Universidad Nacional Federico Villarreal, la Universidad Nacional Agraria La Molina y única Universidad dedicada a la formación de Docentes, la Universidad Nacional de Educación Enrique Guzmán y Valle, conocida como "La Cantuta" situada en Chosica y fundada el 6 de julio de 1822 por el Libertador Don José de San Martín, dando así lugar a la celebración del Día del Maestro, por ser fecha de fundación de la primera Escuela de Preceptores en el Perú.
La Pontificia Universidad Católica del Perú es la primera universidad privada del país (fundada en 1917). Otras instituciones universitarias localizadas en la ciudad son La Universidad Inca Garcilaso de la Vega (que fue fundada el 21 de diciembre de 1964 por la Asociación AIPP de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos), Universidad ESAN, la Universidad de Piura, la Universidad del Pacífico, la Universidad de Lima, la Universidad Peruana Cayetano Heredia, la Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas, la Universidad Científica del Sur, la Universidad San Ignacio de Loyola, la Universidad Ricardo Palma, entre otras.
