Demetrios var av gresk-makedonsk avstamning. Hans tilnavn eller epitetet kan oversettes som den «vakre» eller «kjekke» ettersom han var en kjekk og attraktiv mann, og var klar over det selv. Han ble født og oppfostret i kongeriket Makedonia. Han var navngitt etter sin far og var den yngste av barna til Demetrios I Poliorketes, konge av Makedonia, og hans hustru Ptolemais. Poliorketes hadde giftet seg med Ptolemais som hans femte hustru en gang rundt 287/286 f.Kr. i Miletos mens det var Ptolemais' første ekteskap. Demetrios Kalos var det eneste barnet født i dette ekteskapet da Poliorketes døde i 283 f.Kr., 54 år gammel. Fra farens øvrige ekteskap hadde Demetrios Kalos ulike halvsøsken, blant annet Antigonos II Gonatas, konge av Makedonia, og Stratonike av Syria, dronning av Selevkideriket.