Dân tộc Thái, là cộng đồng đông nhất ở Sơn La, với số dân 708.317 người, chiếm 53,37% dân số. Có 2 nhóm gồm Tay Đăm (Thái đen), Tay Khao (Thái trắng).

Dân tộc Lào sinh sống ở tỉnh Sơn La có khoảng 3.380 người, sinh sống chủ yếu ở một số địa phương dọc theo đường biên giới Việt Nam - Lào, trong đó nhiều nhất tại huyện Sốp Cộp và huyện Sông Mã. Nhà ở của người Lào là kiểu nhà sàn có hai mái dài và hai mái đầu hồi. 

Dân tộc La Ha là một trong các dân tộc ít người ở Sơn La, hiện có dân số khoảng 10.000 người, sinh sống tập trung tại một số bản thuộc các huyện: Mường La, Quỳnh Nhai, Thuận Châu và Mộc Châu. Dân tộc La Ha có ngôn ngữ riêng, họ sống cộng cư với người Thái Đen nên trong sinh hoạt hằng ngày, ngoài tiếng mẹ đẻ, đồng bào còn học và sử dụng tiếng Thái Đen để giao tiếp.

Cộng đồng người Xinh Mun có khoảng 27.800 người, chiếm 2,1% dân số của tỉnh Sơn La, cư trú ở vùng biên giới Việt - Lào, tập trung huyện Yên Châu và Sông Mã, ngoài ra còn sống rải rác ở các huyện Mai Sơn, Thuận Châu, Mường La. Người Xinh Mun còn có tên gọi là Puộc, Pụa. Tiếng nói dân tộc Xinh Mun thuộc nhóm ngôn ngữ Môn-Khmer.

Cộng đồng người Khơ Mú ở Sơn La có khoảng 16.500 người, chiếm 1,23% dân số tỉnh Sơn La, cư trú chủ yếu ở các huyện: Yên Châu, Mai Sơn, Thuận Châu, Mường La, Quỳnh Nhai, Sông Mã. Người Khơ Mú có trang phục giống người Thái, chỉ khác cách trang trí những hàng tiền bạc và vỏ ốc ở phía thân áo của phụ nữ.

Đồng bào dân tộc Kháng hay còn có các tên gọi khác là Xá Khao, Xá Xúa, Xá Đôn, Xá Dâng, Xá Hộc, Xá Ái, Xá Bung, Quảng Lâm, cư trú chủ yếu ở các huyện Mường La, Thuận Châu và Quỳnh Nhai. Cộng đồng dân tộc Kháng có trên 10.600 người, chiếm khoảng 0,8% dân số tỉnh Sơn La.

Đồng bào dân tộc Dao có khoảng 22.500 người, chiếm 1,69% dân số tỉnh Sơn La, sinh sống chủ yếu ở các huyện Phù Yên, Mộc Châu, Yên Châu, Bắc Yên. Đồng bào Dao không có văn tự riêng, sử dụng chữ Hán đã được Dao hoá gọi là chữ Nàm Dao; ngôn ngữ thuộc nhóm Mông - Dao. Người Dao ở Sơn La có 3 ngành: Dao tiền, Dao đỏ và Dao quần chẹt.