在加速构建新发展格局以及推动高质量发展的过程中，人力资本已成为城市间竞争的核心要素。近年来，兰西城市群人口流失严重，人力资本竞争力不足，直接影响到兰西城市群的城市经济韧性。选取兰西城市群中6个典型城市作为研究区域，运用熵值法和线性混合效应模型探讨2010、2015年和2020年人口增减分化对城市经济韧性的影响及作用路径。结果表明：（1）2010—2020年兰西城市群主要城市的城市经济韧性总体上呈上升趋势，且形成了以兰州市和西宁市为核心，其余城市为边缘的“核心-边缘”结构。（2）人口增减分化会直接影响到兰西城市群主要城市的城市经济韧性，人口流入对城市经济韧性具有正外部性。（3）产业结构合理化程度不会改变人口变动对城市经济韧性的影响强度，对于兰西城市群中的人口流失型城市，初期的人口流失在一定程度上可以促进产业结构合理化，但这种产业结构调整模式不具有可持续性。（4）人口变动会影响地方信息化程度，进而在一定程度上影响城市经济韧性，人口数量增加有利于地区信息化程度提高，进而增强了城市经济韧性。基于研究结论，应从推动区域协调发展、重视人力资本积累、加快产业结构转型升级、重视人口政策与信息化建设的协同推进等方面提升兰西城市群主要城市的城市经济韧性。