Дмитрий Викторович Демешин родился в 1976 году в Ташкенте Узбекской ССР (сейчас Республика Узбекистан).
В 1997 году окончил Саратовскую государственную академию права (сейчас Саратовская государственная юридическая академия) по специальности "юриспруденция".
В 1997-1999 годах работал помощником коломенского городского прокурора Московской области.
В 1999-2002 годах занимал должность старшего следователя Щелковской городской прокуратуры Московской области.
В 2002-2004 годах был помощником, старшим помощником щелковского городского прокурора Московской области.
В 2004-2006 годах – заместитель щелковского городского прокурора Московской области.
В 2006-2008 годах работал мытищинским городским прокурором Московской области.
В 2008-2011 годах – заместитель прокурора Ростовской области.
В 2011-2012 годах – первый заместитель прокурора Ростовской области.
В 2012-2014 годах занимал должность прокурора Калужской области.
В 2014-2015 годах – первый заместитель начальника управления по надзору за исполнением законодательства о противодействии коррупции Генеральной прокуратуры РФ.
В 2015-2017 годах работал заместителем начальника главного управления по надзору за исполнением федерального законодательства Генеральной прокуратуры РФ – начальником управления по надзору за исполнением законов в сфере оборонно-промышленного комплекса.
В 2017-2019 годах – начальник управления по надзору за исполнением законов в сфере оборонно-промышленного комплекса Генеральной прокуратуры РФ.
С июня 2019 года – заместитель генерального прокурора РФ.
15 мая 2024 года президент РФ Владимир Путин назначил Дмитрия Демешина временно исполняющим обязанности губернатора Хабаровского края.
17 июня 2024 года партия "Единая Россия" выдвинула Дмитрия Демешина кандидатом на выборы губернатора Хабаровского края.
Государственный советник юстиции 1 класса (2022).
Награжден Почетной грамотой президента РФ (2021), ведомственными наградами.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников