À six ans, Demidenko est allé au conservatoire de Gnessin où il a étudié avec Anna Kantor, puis au conservatoire de Moscou avec Dmitri Bashkirov. Il a été finaliste du
concours de Montréal en 1976 et du concours Tchaïkovski en 1978. Il a joué avec les plus grands orchestres du monde dont le London Philharmonic, le London Symphony, le Royal Philharmonic et le St Petersburg Philharmonic avec les chefs-d'orchestre Sir Roger Norrington, Vladimir Fedoseyev, Yuri Temirkanov and Sir Andrew Davis.
Il est connu pour ses interprétations très strictes des compositeurs russes tels que Prokofiev, Rachmaninov and Tchaïkovski, et a travaillé avec de nombreux chefs-d'orchestre et orchestres dans le monde entier. Il entretient de très bonnes relations avec le St Petersburg Philharmonic et Yuri Temirkanov, avec lesquels il joue régulièrement. Il collabore également fréquemment avec plusieurs artistes russes : le violoncelliste Leonid Gorokhov, le trio à cordes Hermitage et le pianiste Dmitri Alexeev.
il aborde un large répertoire, allant de Bach à Clementi, en passant par Mendelssohn, Mozart, Mussorgsky et Scarlatti. Il a des affinités particulières avec les oeuvres de Chopin et voyage régulièrement en Pologne. Il a notamment joué en 2010 au festival Chopin and His Europe à Varsovie pour célébrer l'anniversaire de Chopin.
En 2014, il a reçu le titre de professeur honorifique de la part de l'université de Surrey pour son incroyable contribution dans le domaine de la musique et pour l'université.
