Dementjeva kuului Rotterdamin MM-kilpailuissa 2010 kultaa voittaneeseen ja Tokion MM-kilpailuissa 2011 hopealle yltäneeseen Venäjän joukkueeseen. Euroopan-mestaruuskilpailuissa Dementjeva on voittanut neliottelun ja puomin kultamitalit Berliinistä 2011.