Après une formation en art dramatique, Stéphane Demers s’est fait connaître à la télévision dans des séries comme Chambres en ville et Cormoran, puis au théâtre dans la pièce Don Quichotte, où il jouait le rôle de Samson. Dans Cosmos — film collectif auquel ont participé six jeunes réalisateurs de la relève — il prenait les traits de Gilles Ouellette, pseudo-chanteur rock interviewé sur les ondes d’une télé branchée.
À la télévision, il a incarné un vaste éventail de personnages, dont ceux de Marc Larose dans Omertà, de Patrice Larouche dans Le Masque, de Pierre Couture dans Réseaux, de Pierre Elliott Trudeau dans Chartrand et Simonne, du régisseur de nouvelles dans Si la tendance se maintient, de Roc Vandal dans Tribu.com, de Pierre Gagnon dans Fortier, du Lieutenant Black Prince dans Robinson Crusoé, de Jean-Paul Dallaire dans Temps dur, et de James Beaulieu dans Miss Météo. Plus récemment, il a repris le rôle de Pierre Elliott Trudeau dans Trudeau II: Maverick in the Making. On le retrouvait aussi sous les traits de David dans Cover Girl, d’Adrien Gillette dans Mourir deux fois, de Bernard Painchaud dans Les Hauts et les Bas de Sophie Paquin et du détective Denis dans The Double Life of Eleanor Kendall.