Conform recensământului efectuat în 2021, populația comunei Valu lui Traian se ridică la 16.617 locuitori, în creștere față de recensământul anterior din 2011, când fuseseră înregistrați 12.376 de locuitori. Majoritatea locuitorilor sunt români (74,14%), cu minorități de tătari (6,61%), turci (1,43%) și romi (1,25%), iar pentru 16,19% nu se cunoaște apartenența etnică. Din punct de vedere confesional, majoritatea locuitorilor sunt ortodocși (71,64%), cu o minoritate de musulmani (8,52%), iar pentru 17,65% nu se cunoaște apartenența confesională.











