В период с 19 по 21 сентября 1944 года Дёмин, находясь в боевых порядках одного из батальонов, во время боёв к юго-западу от польского города Санок принял командование и разгромил немецкие гарнизоны в населённых пунктах Буковско, Дольны, Висло Вельки, Рудавка Яслиска, Ясели, а затем принял участие в штурме хребта Бескид и выходе к государственной границе СССР с Чехословакией. 23 сентября в бою он получил тяжёлое ранение, от которого скончался на следующий день в 275-м медсанбате. Похоронен в селе МихаловицеМазовецкого воеводстваПольши[1].
Бюст Дёмина установлен в посёлке Тамала на Аллее Героев у мемориала жителям Тамалинского района Пензенской области — участникам Великой Отечественной войны.
Именем Дёмина названы улица и школа в селе Варварино Тамалинского района Пензенской области[1].
Герои Советского Союза: Краткий биографический словарь / Пред. ред. коллегии И. Н. Шкадов. — М.: Воениздат, 1987. — Т. 1 /Абаев — Любичев/. — 911 с. — 100 000 экз. — ISBN отс., Рег. № в РКП 87-95382.