Demtsjenko vant en olympisk sølvmedalje i aking under Vinter-OL 2006 i Torino. Han kom på andreplass i singel for menn, bak Armin Zöggeler fra Italia. Åtte år senere vant han i Sotsji en ny olympisk sølvmedalje i singel, denne gang foran Zöggeler, men etter Felix Loch fra Tyskland. Han var også med på Russlands lag som tok sølv i mix-stafett.