미국 뉴멕시코 로즈웰에서 태어난 데미 무어는 13살에 LA로 이주한다.

1982년 드라마 《제너럴 호스피털》로 얼굴을 익히고 《리오의 연정》으로 할리우드에서도 낯을 알린다.
1985년 《세인트 엘모의 열정》으로 브랫 팩 시대의 유망주로 자리잡고, 명배우 마틴 신의 아들이자 찰리 신의 형이던 에밀리오 에스테베즈가 감독,주연한 영화 《위즈덤》(1987)에 나오면서 에밀리오와 사귀기도 했으며 이후 《어젯밤에 생긴 일》, 《세븐싸인》 등 그럭저럭 흥행작을 거친 후
1990년 《사랑과 영혼》으로 세계적인 배우로 완전히 자리잡는다.
80년대 청춘물 브랫 팩 배우로서는 거의 유일하게 슬럼프 없이 90년대 이후까지 살아남은 경우이다.

베니티 페어지의 만삭임산부 누드, 에스콰이어지에서 당시 남편이던 브루스 윌리스와 등장한 바디페인팅 누드 등으로 화제를 뿌리기도 했다.

이후 《사랑과 영혼》 이전에 출연계약이 맺어진 고만고만한 두 편의 영화 《위험한 상상》, 《난폭한 주말》에 출연한 후부터 스케일 큰 《주홍글씨》, 《어 퓨 굿 맨》, 《폭로》, 《은밀한 유혹》 등에 출연했다.

16살 연하인 애쉬톤 커쳐와의 결혼으로 전세계의 이목을 집중시켰지만 2011년 11월에 이혼하였다.

16세 때 연예계 진출을 목적으로 고교 중퇴, 'oui'라는 헤어가 노출되는 잡지에 누드모델로 등장하기도 했다.