Родилась 11 ноября 1962 года в штате Нью-Мексико в неблагополучной семье. Родной отец покинул семью ещё до рождения Деми. Отчим оказался не лучше, отчего в доме постоянно бывали ссоры и кутежи. Вместе с семьей Деми часто переезжала с места на место. Средств на существование едва хватало. В возрасте шестнадцати лет Деми оставила учебу в школе и стала моделью. А вскоре вышла замуж за рок-музыканта, вместе с тем сменив свою фамилию Гайнс на более звучную – Мур. Муж поспособствовал тому, что Деми пристрастилась к наркотикам.
В 1982 году судьба распорядилась так, что благодаря знакомствам Деми удалось получить роль в сериале «Главный госпиталь». А в 1984-м году дебютантка сыграла роль в комедийной мелодраме «Во всём виноват Рио». В тот период Мур вела достаточно разгульный образ жизни, злоупотребляла наркотиками и алкоголем, позировала обнажённой для журналов. В 1985-м году режиссер Джоэл Шумахер предложил Деми Мур роль в своей новой картине «Огни святого Эльма», но поставил жесткое условие пройти лечение от наркозависимости. Актриса прошла курс реабилитации и получила роль. После этого фильма актерская карьера начала активно развиваться. Настоящая известность пришла к Мур вместе с выходом мелодрамы «Приведение», где она сыграла в паре с Патриком Суэйзи. Фильм имел широкий успех и принес Мур славу и номинацию на премию «Золотой глобус». Вскоре с её участием вышли такие ленты как «Сплошные неприятности», «Смертельные мысли», «Жена мясника», а новым триумфом стала драма «Несколько хороших парней» где её партнерами по съемочной площадке выступили Том Круз и Джек Николсон. Другими успешными работами оказалась мелодрамы «Непристойное предложение» и «Алая буква», а также триллер «Разоблачение». Кроме того Мур снялась в картинах «Сейчас и тогда», «Присяжная» и «Стриптиз». В 1997-м году свет увидела драма «Солдат Джейн», которая была хорошо принята зрителями и критиками. В последующие годы Деми перестала активно сниматься, так в 1999-м году с её участием на экраны вышла драма «Две жизни», в 2003-м она отметилась в блокбастере «Ангелы Чарли 2: Только вперед» и спустя ещё несколько лет сыграла в фильмах «Полусвет», «Бобби», «Без изъяна» и «Кто Вы, Мистер Брукс?». Лишь недавно актриса стала вновь принимать участие во множестве новых проектов и серди её последних работ ленты «Родственнички», «Семейка Джонсов», «Предел риска» и «Лето. Одноклассники. Любовь».
Кроме актерской деятельности Деми Мур является совладельцем сети ресторанов «Планета Голливуд», а также страстным коллекционером кукол.
Долгие годы Деми была замужем за актером Брюсом Уиллисом, в этом союзе у них родилось три дочери, но в 2000-м году пара разошлась. А в 2005-м году состоялась скандальная свадьба Мур с молодым актером Эштоном Кутчером, но и их отношения продлись до 2011-го года.