Segundo o censo IBGE de 2021, a estimativa da população total é de 21.521 habitantes. A distribuição populacional entre as zonas urbana e rural é equilibrada, assim como a proporção entre homens e mulheres é de quase 50%.
O município apresenta treze grandes assentamentos rurais onde residem cerca de 1.300 famílias:
- Reassentamento Projeto Jupiá: 94 famílias
- Rio Paraná: 94 famílias
- Timboré: 20 famílias
- Primavera: 94 famílias
- Pendengo: 200 famílias
- Esperança de Luz (Nova Ipê): 65 famílias
- Nossa Senhora Aparecida II (São Luiz): 73 famílias
- Terra Livre: 41 famílias
- Cafeeira: 125 famílias
- Santa Isabel (Capim): 68 famílias
- Celso Furtado (Três Barras): 180 famílias
- Anhumas: 70 famílias
- São Joaquim (Tremembé): 46 famílias
Castilho é o terceiro maior município em extensão territorial na mesorregião de Araçatuba — com uma área total de 1.065,318 km2 e uma densidade demográfica estimada em 16,89 hab/km². No ranking estadual, ocupa a 31ª posição entre os maiores municípios em terras paulistas.
