Его знакомство с театром состоялось очень рано, уже в 4-летнем возрасте он играл в местном Дворце пионеров в кукольном театре. Позднее занимался в Народном театре (сегодня это театр «Ilmarine») под руководством Юрия Михалева. После окончания школы будущий артист поступил в Ленинградский государственный институт театра, музыки и кинематографии, его преподавателем был профессор Зиновий Корогодский.
После окончания ЛГИТМиК в 1984 году Вадим много экспериментировал в составе разных театральных команд, путешествовал, посещал различные семинары и конференции, принимал участие в международных фестивалях. В новом тысячелетии Демчог успел поработать в труппах Небольшого драматического театра в Санкт-Петербурге и в Московском ТЮЗе. Сегодня он является актёром театра «Территория игры». Кроме того, начиная с 2001 года, он также ведёт преподавательскую деятельность.
Впервые Вадим Демчог пришёл на радио в 1992 году, сначала это была «Европа+» в Питере. На «Серебряном дожде» он начал работать позднее – в 2003. На этой радиостанции он на протяжении нескольких лет (с 2003 по 2011) вёл проект «Фрэнки-шоу». В работе над этой еженедельной передачей он выступал не только в роли актёра, он занимался также подготовкой сценариев, режиссурой и звукорежиссурой.
Начиная с 2002 года, артист также регулярно снимался в кино. Дебютной стала для него небольшая роль шантажиста Гаврика в многосерийном комедийном детективе канала «Россия» «Агентство НЛС 2». Позднее он также участвовал в работе над сериалами «Виола Тараканова. В мире преступных страстей», «Моя прекрасная няня», «Опера. Хроники убойного отдела» и многих других. В конце 2000-х он также начал сотрудничать с телеканалом «Культура», для которого в 2010 году он занимался проектом «Величайшее шоу на Земле».
Широкую известность актёр получил в начале 2010 года, когда канал «ТНТ» начал трансляцию ситкома «Интерны». В этом сериале, посвящённом врачам-интернам, Демчог сыграл очень яркого и обаятельного персонажа – врача-венеролога Ивана Купитмана. Проект имел такой оглушительный успех, что было принято решение снимать сначала второй, а потом и третий сезон. «Интернов» показали не только в России, но и на Украине, в Казахстане, Беларуси и Германии.
Позднее, в 2012, вместе с Иваном Охлобыстиным (партнёром по съёмочной площадке «Интернов») Иван снялся у режиссёра Егора Баранова в криминальной комедии «Соловей-Разбойник».
Хорошо знают Вадима Демчога и пользователи Интернета, благодаря его сайту Оттуда.ру, а также участию артиста в популярном еженедельном шоу «+100500» (автор и ведущий – Максим Голополосов). Помимо театра, кино, радио и Интернета, в жизни артиста остаётся место и для книг. Его первая работа – «Самоосвобождающаяся игра» – была издана в 2004 году. В основу книги легла его авторская концепция, которая объединяет трансперсональную психологию с теорией и практикой мирового театра.
