Народився 15 січня 1954 року в місті Балашиха (Московська область). Вихованець місцевої хокейної команди «Рубін». 1972 року отримав запрошення від клубу другої ліги «Нафтовик» (Ухта, Комі). Через чотири роки клуб був розформований, а Дьомін перейшов до київського «Сокола».
У першому сезоні став другим за результативністю гравцем клуба (29 закинутих шайб). А по його завершенні перейшов до московського «Спартака» — команди, за яку вболівав з дитинства. Але незабаром повернувся до Києва і допоміг «Соколу» здобути путівку до вищої ліги. В еліті радянського хокею виступав наступні сім сезонів. В останньому здобув бронзу національного чемпіонату. Всього у вищій лізі провів 303 матчі, закинув 96 шайб і зробив 43 результативні передачі.
Останні два сезони ігрової кар'єри провів у австрійському «Фельдкірху». У кожному з них вражав ворота суперників понад 30 разів. Віце-чемпіон Австрії 1986 року.
З 1987 року на тренерській роботі. Спочатку був дитячим тренером у «Соколі». Потім працював у Швейцарії, «Донбасі» і молодіжній збірній України.
