Demelhuber palveli vapaaehtoisena ensimmäisessä maailmansodassa ja yleni luutnantiksi 1916. Hän toimi Eppin vapaajoukoissa Münchenin kapinan tukahduttamisen aikana. Vuonna 1922 hän liittyi Adolf Hitlerin johtamaan Saksan kansallissosialistiseen työväenpuolueeseen. Epäonnistuneen oluttupavallankaappauksen jälkeen Demelhuber erosi puolueesta eikä liittynyt siihen uudestaan. Demelhuber toimi myös SA-joukoissa, ennen liittymistään SS-joukkoihin pitkien puukkojen yön jälkeen.