V Dolních Vilémovicích počet obyvatel v období 2004-2024 mírně kolísal. Celkově lze pozorovat trend mírného růstu, i když s občasnými poklesy.
| rok | počet obyvatel |
| 2024 |
424 .
|
| 2023 |
431 .
|
| 2022 |
427 .
|
| 2021 |
430 .
|
| 2020 |
421 .
|
| 2019 |
406 .
|
| 2018 |
407 .
|
| 2017 |
393 .
|
| 2016 |
400 .
|
| 2015 |
392 .
|
| 2014 |
391 .
|
| 2013 |
381 .
|
| 2012 |
389 .
|
| 2011 |
392 .
|
| 2010 |
398 .
|
| 2009 |
396 .
|
| 2008 |
402 .
|
| 2007 |
404 .
|
| 2006 |
398 .
|
| 2005 |
398 .
|
Následující graf ukazuje vývoj počtu obyvatel obce za posledních 150 let a zároveň ho porovnává s postupným růstem obyvatelstva v celé České republice.
Počet obyvatel Dolních Vilémovic se od roku 1869 do začátku 20. století zvyšoval, pravděpodobně v souvislosti s rozvojem zemědělství a průmyslu v regionu. Vrcholu dosáhl v roce 1900 s 629 obyvateli. Následně se populace obce víceméně stabilizovala, s mírnými výkyvy. Po druhé světové válce došlo k poklesu, pravděpodobně v důsledku migrace do měst za prací a vlivem kolektivizace zemědělství. Minimum bylo dosaženo v roce 2011 s 395 obyvateli. V posledním desetiletí se počet obyvatel mírně zvýšil, což může souviset s suburbanizací a rozvojem individuální bytové výstavby v okolí větších měst.V kontrastu s tím se populace Česka v sledovaném období kontinuálně zvyšovala až do roku 1991, s výjimkou poklesu po druhé světové válce. Tento pokles lze připsat válečným ztrátám a odsunu Němců. Následný růst byl ovlivněn poválečným baby boomem a celkovým ekonomickým rozvojem. Od 90. let 20. století se populační růst Česka zpomalil a počet obyvatel se víceméně stabilizoval, s mírnými výkyvy. Na rozdíl od Dolních Vilémovic tedy Česko zažilo celkově výrazný populační růst, i když s odlišnou dynamikou v jednotlivých obdobích. Rozdíl ve vývoji lze vysvětlit odlišnými faktory ovlivňujícími demografické trendy ve venkovských obcích a v celé zemi. Zatímco Česko jako celek profitovalo z industrializace a urbanizace, menší obce, jako Dolní Vilémovice, byly těmito trendy spíše negativně ovlivněny.
Tento graf srovnává jak se velikost obce Dolní Vilémovice změnila ve srovnání s dalšími okoními obcemi.
Následující graf ukazuje složení obyvatele podle věku a pohlaví.
| Obec: | Dolní Vilémovice |
| Okres: | Třebíč |
| Kraj: | Kraj Vysočina |
| Typ obce: | vesnice |
| Katastrální výměra: | 991 ha |