元代居住在辽阳行省的民族或部族，有汉、蒙古、契丹、女真、水达达、兀者诸部，吉里迷、骨嵬等等。辽王朝曾经把大批汉人强行迁徙到中京（今老哈河上游）、东京（今辽宁辽阳）等地区，广置头下军州，这是东北汉族人口迅速增加的一个重要因素。元代辽阳行省的汉族人口比较集中地分布在辽河流域和渤海湾东西地区。辽河流域东面的渤海遗族，在元朝属于“汉人”八种之一，大概逐渐融合到当地的汉族、女真等人口当中，极少再见于史籍。在元与高丽的交界地段，还有一些高丽族聚居区。高丽西京（今平壤）守将洪福源归降蒙古后，招集其北界诸州人民内迁，被安置在辽、沈之间，即以洪氏为管领高丽军民长官（后称总管）。这些高丽人后来就一直留居其地。
驻牧于辽阳行省的蒙古人，主要有两个来源。一是跟随份地在这里的诸王勋臣一起迁徙来的蒙古部众，如斡赤斤后王部（洮儿河北）、木华黎国王、兀鲁、忙兀等部（西辽河南北）的部众，以及从云南调到东北的营王所部等。他们主要分布在行省西部的草原地带，另一来源是先后被遣往该地区担任镇戍的蒙古军。这部分蒙古人分布的面更广一些，但其戍守重点，仍是以辽河流域为中心的行省南部。元明之际，辽河以南的蒙古部众溃败离散，它北面的蒙古人先后跟随纳哈出、阿札失里等人降明。进入东北地区的蒙古人仍从事游牧畜牧业，也有一部分转向农业生产，如至元二十八年“以乃颜、合丹相继叛，诏给蒙古人内附者及开元、南京水达达等三万人牛畜田器”（《元史·世祖纪》）。所谓内附，似指这些蒙古人从乃颜之地迁入辽阳省直辖境内。
契丹
辽河流域曾经是契丹故地。在金代，除留居故地者外，还有部分契丹人陆续被金政府从西北路或西南路强制迁徙到这里。金后期，耶律撒八、耶律窝斡起义失败后，金政府解散了所有的契丹猛安谋克，甚至下令“辽民一户以二女真户夹居防之”（《元史·耶律留哥传》）。成吉思汗起兵朔漠时，东北的契丹人乘机在耶律留哥率领下反金，数月聚众至十余万。耶律留哥西觐成吉思汗后，不愿归附蒙古的契丹部众辗转进入高丽。1219年，他们在蒙古军和蒲鲜万奴派遣的东女真军队围攻下败绩，降众五万余。其中有极小部分人留在高丽，后来，高丽政府下令专置“契丹场”以居之；大部分随蒙古军西返，属驻扎在临潢附近的耶律留哥统辖，以后又随留哥后人徙至广宁等地。在此之后，这批契丹遗民逐渐不见于史籍。
由上所述可知，元代江北地区的契丹人，实际上可以分为两大部分。一部分在入元时早已被离散部落，杂处于它周围的汉、女真或其他诸族之中，因而逐渐被后者所吸收。另一部分，诸如辽江乡兵中契丹军或留哥所部，尚能保持或重新恢复了聚族而居的状态。然而无论如何，至迟到元明之际，这一部分契丹人当也融合到它周围的民族之中而不复存在了。
女真·水达达
金代东北地区的女真猛安谋克，大约不下二三十万户（《金史·食货志》载明昌四年上京、蒲与、速频、易懒、胡里改等路猛安、谋克户有十七万六千余户。此外尚有咸平、东京等路之女真人户，数目不详）。其中上京地区是他们的重点屯防区之一。金元鼎革之际，蒙古军队攻逼于西，蒲鲜万奴招聚女真部众自立于东，东北女真人的分布重心略呈东移趋势。元辽阳行省的女真人，基本上可以分为三大部分。
一是从辽阳（今辽宁沈阳）地区以南直到达辽东半岛南端的女真人，其中一部分是辽初被耶律阿保机强迫迁去的。史载“阿保机虑女真为患，乃诱其强宗大姓数千户，移置辽阳之南，以分其势，使不得相通。迁入辽阳著籍者，名曰合苏款，所谓熟女真者是也”（徐梦莘《三朝北盟会编》政宣上卷三）。元哈思罕万户府、千户所之名，即得诸合苏款。在辽河两岸，金咸平、东京、北京，包括半岛地区的“系辽籍”熟女真，受汉文化影响较深，文明程度是比较高的。
其次，在“熟女真”的东北方向，散布在长白山西麓北至松花江上游和中游，以及牡丹、绥芬二水流域的女真诸部，元代属开元路境。辽金之际，他们被称为生女真，以与系辽籍女真相区别，或谓其“非熟女真、亦非生女真也”（《三朝北盟会编》政宣上卷三）。其经济文化的发展，虽比原来系辽籍的女真诸部稍落后一步，不过在金元两代，他们由于早和汉、渤海等民族的互相融合或影响而逐渐扩大农耕生产（《金史·食货志》载明昌四年上京等路猛安谋克户17万多，岁牧税粟达25万多石，户均1.4石，可见农耕规模不小）。至少是到元代，他们与其南面的所谓“熟女真”，恐怕差别已经不很大了。
其三，由此继续往北、东北，在东北松花江、混同江的两岸及其周围的深山茂林中生活的通古斯语族诸部，构成了元代称为女直水达达（或水达达女直）和兀者诸部的主体。水达达（鞑靼）一名首见于南宋彭大雅1232 至1233年的北使记录《黑鞑事略》，在列举蒙古“残虐诸国”、“已争而未竟者”时，提到蒙古“西南曰斛速益律子”，小注云“水鞑靼也”。斛速益律子为斛速益律干之误，是蒙语usuirgen的音译，意为“水百姓”。这种斛速益律干，是指东女真以北、黑龙江沿岸的通古斯语族各部，当时尚未宾服蒙古。彭大雅说他们在蒙古西南，所记不确。可见水达达一名，至少在窝阔台时代已经出现。它实际是斛速益律干的汉语意译。这时候，达达亦已用指蒙古，惟尚未专属之。入元以后，达达的涵义日渐专一；同时水达达作为非蒙古族而使用达达名称的既定特例，亦竟与元朝相始终。不过，为说明水达达与达达的一般内涵之间的区别，元人在许多场合都以女直与水达达连称，或谓女直水达达，或谓水达达女直，用以指明水达达的真正族属。
水达达居住在混同江（今松花江及松花、黑龙江会合后之黑龙江）南北之临江滨水区域，元置水达达路辖之；大多数人仍然过着“逐水草为居，以射猎为业”的牧猎生活，也捕鱼为食。从经济发展的水平来说，要比它南面的女真诸部更落后一步。到明中叶，当它南面的女真部落已基本上变成熟女真时，它们尚处在生女真阶段。明《开原新志》有云：“其脑温江（嫩江）上自海西，下至黑龙江，谓之生女真。略事耕种。聚会为礼，人持烧酒一鱼胞，席地歌饮。少有忿争，则弯弓相射。可木（在黑龙江、松花江汇流处下游不远）以下，以桦皮为屋，行则驮载，止则张架以居，养马弋猎为生。这种所谓“略事耕种”、“养马弋猎”的生女真，显然就是元朝时候的水达达各部。
兀者
分布于辽阳行省北部的通古斯语族居民，还有被统称为吾者、兀者或斡拙的诸部。满语森林一词，清代译写为乌稽、窝集等，当即源于兀者。兀者部人之得名，盖因其出没于大山老林之故。清代仍不用之以为部族名称者，如东海兀哲部、窝稽部等皆是。
《金史》卷二四《地理志》上：“金之壤地封疆，东极吉里迷、兀的改诸野人境。”同书卷七三《完颜晏传》：“天会初，乌底改叛。……乃命晏督扈从诸军往讨之。至混同江，谕将士曰：‘今叛众依山谷，地势险阻，林木深密，吾骑卒不得成列，未可以岁月破也。’……声言俟大军皆集而发。乃潜以舟师浮江而下，直捣其营，遂大破之。”从以上记载可以知道，金乌底改诸部的分布大势，约略是在黑龙江下游直抵奴儿干地区的沿江及大片深山密林之中。所谓乌底改人，当即包括元代的水达达和兀者等通古斯语族诸部在内。元顺帝时期，由于政府向极东北诸部勒索海东青无度，激起水达达和兀者的反抗。这次起义时断时续，前后共经过近十年才最后失败。至正十五年，元廷复立兀者野人、乞列迷等处诸军万户府于哈尔分之地，当即镇压此次起义后的善后措施之一。哈儿分在黑龙江下游，元明两代皆置驿于此。明代亦一度因仍元朝旧制，在此设置过兀者野人、乞列迷、女直军民万户府。此外，明兀良哈三卫之一的福余卫，其蒙古名称曰我着，当亦得名于兀者。嫩江中游的这部分兀者人，或许和肇州的水达达人一样，都是在元初平定乃颜之乱以后从东面迁来的。
在大山中的兀者部落，多以射山为猎，作为主要生活来源。少数沿江滨水者，或亦以捕捞为业。与水达达相比，兀者的社会经济发展水平可能更低一些。所以元代史料更多地拿兀者和野人相连称。元朝后期有一个东北籍人明里帖木儿，并不是兀者部人而自号“北野兀者”，被当时人看作是甘“以贱形加全人”。这件事在一定程度上反映出兀者诸部文明程度较低的事实。
骨嵬
元代史料也记载了库页岛上的通古斯族居民，即骨嵬人。骨嵬既是部族名，也是地名。它与唐代的窟说、屈说，明代的苦夷、苦兀，以及近现代的库页，均为同名异译。元代文献提到的骨嵬岛居民，有吉里迷、亦里于、骨嵬三种。关于吉里迷，详下文。亦里于在通古斯语中原意为鹿。用作部族名，意即使鹿人，其族属未易确言。而以骨嵬命名的部族，当为该岛的主要土著居民。在唐代，这里的主要居民是通古斯语族的靺鞨；近现代，岛上除了南部的阿努依人（虾夷人）、近海岸地区有部分基里亚克人（即吉里迷人）外，其主要土著仍为通古斯语诸部。由此可以推想，元代的骨嵬人也是说某种通古斯语的民族。他们大概不像以捕捞为生的吉里迷人那样擅于造舟，所以有时还得坐着吉里迷人制作的“黄窝儿”船，从骨嵬岛浮海来到奴儿干。至元元年，黑龙江下游的吉里迷人报告：“其国东有骨嵬、亦里于两部，岁来侵疆”，世祖命征东招讨使塔匣剌征之，因海流风势难渡而罢。十年，塔匣剌在弩儿哥（即奴儿干）从当地人处得知，须俟冬月赛哥小海（今鞑靼海峡北部）渡口结冻，方可冰上前去，遂奏请进征，不准。二十一年，诏命征东招讨司进讨骨嵬，可能因为不成功，次年又任命了两个招讨使，决定出兵万人往征。二十三年，征东招讨使塔塔儿带、杨兀鲁带率兵万人、船千艘征骨嵬，结果如何不明。大德年间，骨嵬人多次越海劫掠，招讨司官军追之不及。至大元年，骨嵬王善奴等遣人来请求归降，每年贡纳异皮。
吉里迷
辽阳行省界内的古亚语族（Palaeo-Asiatic Group）居民有吉里迷人。吉里迷之名始见于金。上引《金史·地理志》已明言他们当时居住在金朝版图极东北的奴儿干附近。元代史料除了黑龙江下游沿岸直到奴儿干地区的吉里迷人之外，还提到了骨嵬岛上的■因吉里迷。自金元迄于近现代，吉里迷人的分布地域似未发生重大变动。他们在清代志书中被称为济勒弥：“其在混同江口西至黑勒尔，则济勒弥部居之”。在描写东西伯利亚的同时代的沙俄或其他国家的探险家著述之中，他们被称为基里亚克（Gi lyak）人。现代苏联学者又称之尼夫赫（Nivkh）人，这个词在其本族语言中原意为“人们”。
《元史·兵志》载，中统四年十一月，“女直·水达达及乞列宾（即吉里迷）地合签镇守军，命亦里不花签三千人，付塔匣来领之”。塔匣来即次年征骨嵬之征东招讨使塔匣剌。据此知管辖吉里迷地之征东招讨司应置于中统四年，后设置于奴儿干之地。行政管辖上，其地隶于水达达路。元代重犯流放到该地。
元代文献有关吉里迷人生活和社会状况的记载，很不详细。据明《寰宇通志》卷一一六引明东北地志《开原新志》佚文：“乞列迷有四种，曰曩家儿、富里朞、兀剌、纳衣。性柔刻贪狡。居草舍，捕鱼为食。不梳刷。以溺盥洗。父子不亲，夫妇无别。无知揖拜，不识五谷六畜，惟狗至多。乘则牵拽把犁，食则烹供口食。婚嫁娶其姊，则妹以下皆随为妾。死者夸腹焚之，以灰骨夹于木末植之。”同书又记载骨嵬岛上的吉里迷人说：“男少女多。女始生，先定以狗，十岁即娶。食惟腥鲜。”这些记载中的吉里迷习俗，有相当部分一直保留到近现代。
元代吉里迷人的状况当亦大略相同。吉里迷人虽然多与水达达等通古斯语族的部众错居在黑龙江下游两岸，但两者的区别还是十分明显的。不仅所说的语言不同，而且经济生活也绝不相类。