После окончания школы Алексей поступил в Нижегородское Театральное Училище им. Е. А. Евстигнеева. В 2007 начинающий актер участвовал в московском студенческом фестивале «Твой шанс». Он сыграл в спектакле «Женитьба Фигаро».
В этом же году Демидов решил переехать в Санкт-Петербург и сдал вступительные экзамены в Санкт-Петербургскую государственную академию театрального искусстваю Был принят в мастерскую Сергея Дмитриевича Черкасского. Однако в Академии Алексей Демидов проучился всего лишь полгода: по собственному желанию он забрал документы из учебного заведения.
В 2008 году Демидов был включен в труппу театра «Содружество актеров Таганки». На сцене этого театра Алексей сыграл в пьесе Ганы Слуцки «Невеста для банкира» (реж. А. Васютинский). Также актер получил роли в следующих постановках: Адриан Блендербленд в «Миллионерше» Б. Шоу, Баба Яга в «2 Бабы Яги», Сильва в «Старшем сыне».
В 2007 году актер дебютировал в кино. Первую роль Алексей получил в семейном кинофильме «Софи». В этой ленте Алексей Демидов работал с такими признанными метрами кино, как Александр Пороховщиков, Валерий Золотухин, Сергей Пинегин, Станислав Журжин.
За этой картиной последовали съемки в телевизионном сериале «Рыжая» (2008-2009), в котором Демидов сыграл Гошу. Хотя кастинг молодой актер прошел на роль Бориса, позднее – на роль Стаса.
Параллельно Алексей Демидов работает на радиостанции «Русская служба новостей»: он ведет программу «Рюмка молока», которая выходит по воскресеньям.
В 2009 году на телеэкраны вышел детектив «Час Волкова - 3», в котором актеру досталась роль репортера. В этом же году он отметился в сериале «Допинг». В 2010 году Алексей Демидов сыграл в фильме «Час Волкова - 4», сериале «Ангел». Был приглашен в мелодраматический сериал «Маруся».
В 2011 году актер получил роль в драме «В субботу», детективе «Метод Лавровой», фильме «Настоящие МУСора».
