Dari hasil Sensus Penduduk Indonesia 2010, sebagian besar penduduk di kecamatan ini menganut agama Islam. Penduduk yang menganut agama Islam sebanyak 82,81%, umumnya dianut warga Melayu, Minangkabau, Aceh, Mandailing, dan Angkola. Sementara penduduk yang menganut agama Kristen yakni 14,63%, di mana Protestan sebanyak 12,92% dan Katolik sebanyak 1,71%.[5] Agama Kristen kebanyakan dianut warga Batak Toba, Karo, Simalungun, Nias, dan sebagian Tionghoa, Angkola dan Mandailing. Kemudian, penduduk yang menganut agama Buddha sebanyak 2,56%, umumnya adalah warga Tionghoa.[5] Untuk sarana rumah ibadah di Panai Hilir hingga tahun 2021, terdapat 24 masjid, 41 musala, 23 gereja Protestan, 3 gereja Katolik dan 3 vihara.[1]