Seit 1996 hat der Bundesrat 69 ordentliche Mitglieder. Diese Zahl errechnet sich aus der Summe der Stimmen der einzelnen Länder, die wiederum von deren Einwohnerzahl abhängt. Artikel 51 des Grundgesetzes bestimmt, dass jedes Land im Bundesrat über mindestens drei Stimmen verfügt; Länder mit mehr als zwei Millionen Einwohnern haben drei, Länder mit mehr als sechs Millionen fünf und Länder mit mehr als sieben Millionen sechs Stimmen.
Die Mitgliedschaft im Bundesrat ist an ein Regierungsamt in den Ländern gebunden. Kommt es zu personellen Änderungen in den Landesregierungen, so ändern sich auch die Mitgliedschaften im Bundesrat. Somit ist der Bundesrat verfassungsrechtlich gesehen ein "immerwährendes Organ", das sich aufgrund der Landtagswahlen oder Kabinettsumbildungen - wie kürzlich in Bayern und Sachsen - fortwährend personell verändert. Landtagswahlen haben dadurch auch stets eine bundespolitische Bedeutung.
Die nächsten Landtagswahlen finden am 27. Januar 2008 in Niedersachen und Hessen statt. Knapp einen Monat später, am 24. Februar 2008, wählt Hamburg eine neue Bürgerschaft, bevor am 28. September 2007 der Bayerische Landtag neu gewählt wird.

Zusammensetzung des Bundesrates
© Bundesrat | Peter Wilke | 2007
Im Gegensatz zur personellen Zusammensetzung änderte sich die Zahl der Stimmen im Bundesrat nur wenige Male. Die größte Veränderung trat mit dem Beitritt der fünf ostdeutschen Länder 1990 ein, als zugunsten der Ausbalancierung der Stimmengewichte zwischen großen und kleinen Ländern eine vierte Stimmenstufe eingeführt wurde. Davor lag die maximale Stimmenanzahl für ein Land bei fünf. Zwischen 1990 und 1995 zählte der Bundesrat 68 Mitglieder. Als Hessen 1995 die Einwohnerzahl von fünf Millionen überschritt, erhielt es im Folgejahr zu seinen vier eine weitere Stimme dazu, so dass der Bundesrat fortan 69 Stimmen zählt.
Circa einhundert stellvertretende Mitglieder
Zum stellvertretenden Mitglied des Bundesrates können die Regierungen der Länder alle Mitglieder der Landesregierungen benennen, die nicht als ordentliche Mitglieder benannt wurden. Eine Beschränkung der Anzahl, etwa in Abhängigkeit von der Einwohnerzahl, gibt es bei den stellvertretenden Mitgliedern nicht. Bezogen auf die Ausübung ihrer Rechte und Pflichten sind in der Praxis stellvertretende und ordentliche Mitglieder gleichgestellt.
Die Zahl der stellvertretenden Mitglieder schwankt zwischen den Geschäftsjahren des Bundesrates nur leicht. 1997 zählte der Bundesrat 107 stellvertretende Mitglieder, 2002 lag die Zahl bei 99. Heute haben 97 Landesminister oder Senatoren dieses Amt inne.
Ein Viertel der Mitglieder sind Frauen
Von den derzeit insgesamt 166 ordentlichen und stellvertretenden Mitgliedern sind ca. ein Viertel Frauen. Dieser Anteil hat sich in den zurückliegenden Jahren kaum verändert. Er lag 1997 bei rund 27 Prozent, im Jahr 2002 bei rund 23 Prozent.

Zusammensetzung des Bundesrates
© Bundesrat | Peter Wilke | 2006
Das Amt des Bundesratspräsidenten wurde bisher ausschließlich von Männern besetzt. Chancen, die erste Bundesratespräsidentin zu werden, hatte die ehemalige Ministerpräsidentin Schleswig-Holsteins, Heide Simonis (SPD). Nachdem Anfang 2005 aber die SPD in Schleswig-Holstein ihre Landtagsmehrheit verlor, wurde Peter Harry Carstensen (CDU) ihr Nachfolger im Amt und übernahm Ende 2005 auch die Präsidentschaft im Bundesrat, die turnusgemäß dem Land Schleswig-Holstein zustand.
Sieben Ministerpräsidenten zweimal im Amt des Bundesratspräsidenten
Von 1949 bis heute wurden insgesamt 43 Ministerpräsidenten oder Bürgermeister in das Amt des Bundesratspräsidenten gewählt. Dabei standen einige dem Bundesrat sogar in zwei Amtszeiten vor, darunter Hans Koschnick (Bremen), Dr. Bernhard Vogel (Rheinland-Pfalz) und Johannes Rau (Nordrhein-Westfalen). Die zweifachen Präsidentschaften fielen vorwiegend in die Zeit vor der Wiedervereinigung, als die Länder turnusgemäß alle elf Jahre den Präsidenten im Bundesrat stellten.