Till Demtroder è cresciuto nel quartiere di Rahlstedt ad Amburgo come figlio di un architetto. La sua prima apparizione cinematografica è stata all'età di undici anni nell'adattamento cinematografico del romanzo Am Südhang di Eduard von Keyserling, diretto da Michael Verhoeven. Sono seguiti altri film come attore bambino. Dopo essersi diplomato al Gymnasium Rahlstedt di Amburgo, in realtà voleva diventare giornalista, ma poi ha studiato recitazione ad Amburgo dal 1986 al 1989.
Demtrøder è diventato famoso grazie ai ruoli nelle serie televisive Il medico di campagna, Blankenese, La nostra amica Robbie e 14º Distretto. In 14º Distretto ricopre dal 1992 il ruolo dell'investigatore civile Henning Schulz. Dopo 17 anni, ha lasciato la serie nel 2009. Sempre dal 1992, fino alla fine della serie, ha interpretato un ruolo secondario ricorrente nella serie televisiva Il dottore di campagna.
Lavora anche come relatore per audiolibri, per i quali ha già ricevuto diversi premi. Tra le altre cose, ha doppiato diversi personaggi della serie radiofonica Die drei ??? o in un episodio di DiE DR3i e della serie radiofonica di TKKG. La sua voce può essere ascoltata anche in molti spot radiofonici e televisivi.
Dal 2006 organizza il Rügen Cross Country e dal 2009 il Tirol Cross Mountain. Demtrøder è attivo come musher da tempo[2] e da febbraio 2016 organizza le Baltic Lights, una corsa di slitte trainate da cani su Usedom, con la sua agenzia di eventi ExperiArts Entertainment GmbH.
Nella stagione 2016 dei Karl May Games a Bad Segeberg è stato scelto per il ruolo di Old Shatterhand nella produzione di Der Schatz im Silbersee.
È sposato e ha tre figlie. Dal 2015 vive in una fattoria vicino a Großhansdorf.[3]
Nel 2018 si è offerto volontario come barcaiolo per i soccorritori in mare della DGzRS.[4]
