Lovato blev født i Dallas, Texas til Patrick og Diana Lovato. Hun har en storesøster, Dallas, og en yngre halvsøster, Madison De La Garza.Demis mor, Diana Heart, var en Dallas Cowboy Cheerleader og country kunstner; faderen, Patrick, flyttede til New Mexico efter deres ægteskab sluttede i 1994.  Karriere Demi begyndte sin karriere, da hun var seks år gammel i børne tv-serien Barney & Friends som Angela i sæson 7 og 8.  I 2006 var Demi gæstestjerne på serien Prison Break som Danielle Curtin i afsnittet ”First Down”. Hun var også med i den anden sæson af tv-sitcom Just Jordan som Nicole, i afsnittet ”Slippery When Wet”.  I januar 2007 fik hun rollen som Charlotte Adams i en Disney Channel-produktion Når Klokken Ringer USA, der havde premiere d. 26 august, 2007. Et par af hendes egne sange, heriblandt ”Shadow”, var med i showet. Da hun forlod serien, blev hendes karakter erstattet af Lindsey Black.  I 2008 var Demi med i en Disney Channels Original Film, Camp Rock, hvor hun spillede Mitchie Torres, en fjorten-årig pige med drømmen om at blive en sanger. Filmen havde præmiere d. 20. juni i USA på Disney Channel. Hun indspillede tre sange til Camp Rock-soundtracket. Hun lavede også et cover af sangen That’s How You Know til DisneyMedia 6. Hun underskrev senere en pladekontrakt med Hollywood Records. Hendes cover af Wonderful Christmas Time er med på albummet All Wrapped Up Demis debutalbum Don’t Forget blev udgivet d. 23. september 2008 i USA og albummet debuterede som nummer to på Billboard 200 chart. Jonas Brothers hjalp Demi med at skrive 6 af sangene til dette album.   I løbet af sommeren 2008 optrådte Demi som opvarmningsband for Jonas Brothers på deres "Burning Up Tour". Hun var med i Disney Channel Games ved det tredje show. Efterfølgende var hun med i den anden omgang af showet Studio DC: Almost Live. Demi spillede også med i filmen Projekt Prinsesse, hvor hun spiller Prinsesse Rosalinde og spiller over for Selena Gomez. Filmen havde premiere i USA d. 26. juni, 2009 på Disney Channel. . Demi udagav i sit andet album ”Here We Go Again” i USA d. 21 Juli, 2009. Den første single fra albummet, af samme navn, blev udgivet d. 17. juni 2009 Angående albummet siger Demi: ”Det vil tage en anden lyd, så forhåbentligt vil det blive modtaget vel. Jeg synger meget rock, men den her gang ville jeg lave nogle mere John Mayer-agtige sange. Forhåbentlig kan jeg skrive sammen med mennesker som ham." ("It’s going to take a different sound, so hopefully it goes over well. I sing a lot of rock, but this time I want to do more John Mayer-ish type of songs. Hopefully I can write with people like him.") Demi spillede Sonny Monroe i  Disney-serien, Sonnys Chance, der havde premiere d. 8 februar, 2009. Efter udgivelsen af filmen Camp rock 2 samt filmens soundtrack i 2010, satte Demis personlige problemer hendes karriere på pause, og det førte til at Sonnys Chance blev afsluttet efter den anden sæson. Efter sin pause besluttede Demi, at hun ville koncentere sig om musikken, dog med en gæsteoptræden i tv-serien "Glee" hvor hun spillede den lesbiske Dani. Fra 2012 til 2014 var hun dommer i den amerikanske x-faktor sammen med Simon Cowell og Britney Spears. Demi optrådte på 58th Annual Grammy Awards i 2016 sammen med andre kunstnere, i en tribute til Lionel Richie, hvor hun sang hans ikoniske sang "Hello".  Privatliv I et interview med Ellen DeGeneres, indrømmede Demi, at hun havde haft en smertefuld oplevelse med mobning i syvende klasse. Ifølge Demi, var mobberiet så slemt, at hun en dag, i et anfald af frustration og ulykkelighed, bad sin mor om at blive hjemmeundervist. I et interview til MTV, udtalte Demi, at hun godt kan lide heavy metal musik, især black metal og metalcore. Hun kaldte det symphoniske black metalband Dimmu Borgir ”et af sit yndlingsliveoptrædener” . Demi har dog udtalte i et nyere interview, at hun ikke længere hører metal, da hun er i et gladere sted i sit liv nu, og hører blød musik, der inspirerer hendes sangskrivning. I marts-udgaven af det amerikanske blad Teen Vogue, udtaler Demi, at: “Min første passion er musik, fordi det kommer naturligt til mig. Skuespil har været som en hobby.” ("My first passion is music, because it comes naturally to me. Acting has been like a hobby.")  Demi var bedste veninder med Selena Gomez, som hun har kendt siden, Demi spurgte Selena “om hun ville sidde på min jakke, og tegne med farvekridt med mig” ved optagelsesprøverne til Barney & Friends. De har siden Demis behandling i 2010 distanceret sig fra hinanden i offentligheden.