Som en multikulturel by er Tbilisi hjemsted for mere end 100 etniske grupper. Omkring 89% af befolkningen består af etniske georgiere, med betydelige befolkninger af andre etniske grupper som armeniere, russere og azerbajdzjanere. Sammen med de ovennævnte grupper er Tbilisi hjemsted for andre etniske grupper, herunder ossetere, abkhaziere, ukrainere, grækere, tyskere, jøder, estere, kurdere, assyrere og yezidier og andre. Mere end 95% af Tbilisi beboere praktiserer kristendommen (den mest fremherskende af dem er den georgiske ortodokse kirke). Den russiske ortodokse kirke, som er i fuld fællesskab med den georgiske, og den armenske apostoliske kirke har tilhængere inden for byen samt en minoritet af befolkningen.
Georgiere