Après une formation en art dramatique, Stéphane Demers s?est fait connaître à la télévision dans des séries comme Chambres en ville et Cormoran, puis au théâtre dans la pièce Don Quichotte, où il jouait le rôle de Samson. Dans Cosmos ? film collectif auquel ont participé six jeunes réalisateurs de la relève ? il prenait les traits de Gilles Ouellette, pseudo-chanteur rock interviewé sur les ondes d?une télé branchée.
À la télévision, il a incarné un vaste éventail de personnages, dont ceux de Marc Larose dans Omertà, de Patrice Larouche dans Le Masque, de Pierre Couture dans Réseaux, de Pierre Elliott Trudeau dans Simonne et Chartrand, du régisseur de nouvelles dans Si la tendance se maintient, de Roc Vandal dans Tribu.com, de Pierre Gagnon dans Fortier, du Lieutenant Black Prince dans Robinson Crusoé, de Jean-Paul Dallaire dans Temps dur, et de James Beaulieu dans Miss Météo. Plus récemment, il a repris le rôle de Pierre Elliott Trudeau dans Trudeau II: Maverick in the Making. On le retrouvait aussi sous les traits de David dans Cover Girl, d?Adrien Gillette dans Mourir deux fois, de Bernard Painchaud dans Les Hauts et les bas de Sophie Paquin et du détective Denis dans The Double Life of Eleanor Kendall.
Au cinéma, il a joué dans La Moitié gauche du frigo, où il donnait la réplique à
Paul Ahmarani en interprétant Stéphane, un réalisateur en mal de sujet. Par la suite, il a campé le rôle de Luc Tanguay dans Les Muses orphelines, celui d?Adrien Massé dans La Loi du cochon, et celui de Jean-Marc Roberge dans Camping sauvage. Plus récemment, on a pu le voir dans les films
The Aviator, Maman Last Call, La Dernière incarnation, La Neuvaine, L'Audition, La Lâcheté, Surviving My Mother et Le Ring.
On le retrouvera bientôt sous les traits de Bernard Brel dans le film Mars et Avril, adapté des romans graphiques éponymes.