La population totale de Mainvilliers est de 10.734 habitants (au 1er janvier 2012, en vertu du nouveau dispositif de recensement de la population). Le nombre d'habitants est en légère hausse par rapport au recensement précédent. Mais, depuis 1982, il reste plutôt stable sur la commune.

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A Mainvilliers, la densité de la population s’élève à 901 habitants au km². La superficie est de 1.192 hectares.

A noter : au recensement de 1999, la répartition entre les jeunes et moins jeunes se situait dans la moyenne départementale. Les habitants de plus de 75 ans représentaient 6,9% de la population ; cette proportion était de 7,6 % dans le département. Les jeunes de moins de 20 ans représentaient 26,8 % de la population à comparer aux 26,5% du département.

Parmi la population de Mainvilliers, environ 5052 personnes sont actives (dont 4.315 personnes qui ont un emploi).

Le lieu de travail des actifs qui habitent à Mainvilliers se situe :

- à Mainvilliers : 17,7 %
- en Eure-et-Loir, dans une autre commune que Mainvilliers : 68,3 %
- en région Centre, dans un autre département que l'Eure-et-Loir : 0,4 %
- dans une autre région que la région Centre : 13,6 %

La Mairie emploie près de 180 agents municipaux, dont 40 pour le CCAS.

La Chambre de commerce et d'industrie d'Eure-et-Loir recense à Mainvilliers 84 commerces, 33 industries et 76 entreprises de services (données : janvier 2009). De son côté, la Chambre de métiers et de l'artisanat d'Eure-et-Loir comptabilise à Mainvilliers 85 artisans dont 72 artisans-commerçants (données : janvier 2009).