Coronel Fabriciano está oficialmente subdividida em dois distritos: Sede e Senador Melo Viana, sendo o segundo citado o mais populoso, com 55.013 habitantes, de acordo com o IBGE em 2010. Naquele ano a Sede contava com 47.382 habitantes.
Quando emancipada de Antônio Dias, em 27 de dezembro de 1948, Coronel Fabriciano era composta por três distritos, sendo eles Barra Alegre, Timóteo e a Sede. Em 1953 foi criado o distrito de Ipatinga e no final da década de 1950 foi elaborado um projeto de lei que havia proposto a elevação de Senador Melo Viana à categoria de município. A área pretendida englobava toda a parte norte de Fabriciano até o traçado feito pela atual Avenida Presidente Tancredo de Almeida Neves, que corta a cidade pelos atuais bairros Caladinho, Bom Jesus e Todos os Santos. Este projeto chegou a ser registrado na Secretaria de Interior do Estado de Minas Gerais, porém não obteve o resultado desejado, tendo conquistado apenas a criação do distrito pela lei estadual nº 2.764, de 30 de dezembro de 1962. Em abril de 1964 Ipatinga e Timóteo emanciparam-se e Barra Alegre passou a fazer parte de Ipatinga.
Segundo o IBGE e a prefeitura, no ano de 2008, Coronel Fabriciano também era formada por 63 bairros oficiais, além de alguns loteamentos, comunidades rurais e bairros não oficiais. O município é dividido também em cinco regiões, nomeadas pela prefeitura de setores. A zona rural municipal é composta pelo bairro Cocais e pequenos povoados. De acordo com o censo 2010 do IBGE, os três bairros mais populosos de Fabriciano eram o Amaro Lanari (com 6.924 habitantes); o Santa Cruz (5.367 habitantes); e o Caladinho (5.171 habitantes). Em contraste com o segundo e terceiro colocados, o Amaro Lanari é um dos poucos bairros planejados da cidade, tendo sido projetado pela Usiminas para abrigar os trabalhadores desta empresa. Até a década de 1960 parte das terras fabricianenses (onde atualmente estão bairros como Giovannini, Júlia Kubitschek, São Domingos, Bom Jesus e Santa Cruz) pertencia à Diocese de Mariana, porém com o passar do tempo essas áreas foram sendo vendidas, doadas ou compradas e, posteriormente, loteadas e ocupadas.
DEMOGRAFIAEm 2010, a população do município foi contada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) em 103.694 habitantes. Segundo o censo daquele ano, 50.035 habitantes eram homens e 53.659 habitantes eram mulheres. Ainda segundo o mesmo censo, 102.395 habitantes viviam na zona urbana e 1 299 nazona rural. Já segundo estatísticas divulgadas em 2013, a população municipal era de 108.312 habitantes, sendo o 27º mais populoso do estado. Da população total em 2010, 24.078 habitantes (23,22%) tinham menos de 15 anos de idade,71.949 habitantes (69,39%) tinham de 15 a 64 anos e 7 667 pessoas (7,39%) possuíam mais de 65 anos, sendo que a esperança de vida ao nascer era de 76,9 anos e a taxa de fecundidade total por mulher era de 1,9.
O Índice de Desenvolvimento Humano Municipal (IDH-M) de Coronel Fabriciano é considerado elevado, segundo o Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD) no ano de 2010. Seu valor era de 0,755, sendo então o 35° maior de todo o estado de Minas Gerais e o 453º maior do Brasil. Em 2000, ocupava a 71ª posição no ranking estadual. Por causa da pouca disponibilidade de lotes e imóveis à venda na área central da cidade e dos problemas de trânsito e falta de estacionamento, os investidores comerciais e residenciais estão migrando cada vez para os bairros do distrito Senador Melo Viana. Com isso, a tendência é que nos próximos anos a população da Sede de Fabriciano apresente taxas de crescimento inferiores às do distrito.
LIMÍTROFES E REGIÃO METROPOLITANAO município de Coronel Fabriciano faz limites com os municípios de Joanésia e Mesquita a norte, Ferros a oeste, Antônio Dias a sudoeste, Ipatinga a leste e Timóteoa sul, sendo que é muito ligado principalmente às duas últimas cidades citadas, havendo uma conurbação entre estas. O intenso crescimento da região tem tornado inefetivas as fronteiras políticas entre seus municípios, formando-se a Região Metropolitana do Vale do Aço, envolvendo, além de Coronel Fabriciano, as cidades de Ipatinga, Santana do Paraíso e Timóteo, além dos outros 24 municípios que fazem parte do chamado colar metropolitano.
A região se tornou conhecida internacionalmente em virtude das grandes empresas que se encontram na região, a exemplo da Cenibra (em Belo Oriente), Aperam South America (em Timóteo) e Usiminas (Ipatinga), todas com um crescente volume de produtos exportados, e corresponde ao segundo maior pólo urbano-industrial do estado. Segundo estatísticas do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), os quatro principais municípios reuniam, em 2013, um total de 477.669 habitantes.
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