S-a născut într-un sat din apropierea orașului Reghin într-o familie numeroasă de țărani. După studiile începute la școala locală devine bursier la Colegiul Reformat din Aiud, dar după semnarea celui de al doilea tratat de la Viena e nevoit să continue la gimnaziul romano-catolic din Reghin, ulterior la școala pedagogică reformată din Târgu Mureș, unde va obține diploma de bacalaureat în 1947.
Își începe pregătirea superioară la Universitatea Bolyai, specializarea istorie–limbă și literatură maghiară. Dintre profesori se remarcă prin influeanța lor Jakó Zsigmond, care l-a orientat spre munca arhivistică, respectiv Kelemen Lajos, pe care îl va cunoaște cu ocazia cursurilor practice de arhivistică din 1948/49. În 1949 devine bursierul universității din Sverdlovsk (azi Ekaterinburg), dar din cauza unei lucrări de seminar cu ton critic va fi nevoit să părăsească instituția; își va încheia studiile într-un anturaj mult mai deschis, la universitatea din Leningrad (Petrograd). În 1956 își susține teza de doctorat la Leningrad și obține gradul de candidat al științelor cu lucrarea Az 1437–38-as bábolnai népi felkelés [Răscoala populară de la Bobâlna din 1437-38] – 1960 – în care a cercetat răspândirea husitismului în Transilvania, Moldova și Țara Românească.
Revenit în țară, va solicita repartiția la Cluj, dar va primi un post la Academia de Partid Jdanov din București, unde i s-a încredințat cursul de istoriografie română.
Institutul a fost unificat în 1958 cu Academia Ştefan Gheorghiu, iar peste puțin timp Demény va fi îndepărtat din motive politice. În 1959 devine corector la Editura Academică, și redactorul seriei Istoria României. Este momentul în care îl va cunoaște pe directorul Institutului de Istorie Nicolae Iorga, care îl angajează din 1962 ca cercetător. În 1971 va fi numit în fruntea proaspăt înființatului Departament de Cercetare a Minorităților. Își ia în serios atribuțiile, începe preparativele pentru editarea noii serii a Székely Oklevéltár [Diplomatariu secuiesc], intreprindere considerată de el ca fiind principala operă a carierei sale.
După 1989 se va implica pe o perioadă scurtă în viața politică, din 1994 a fost profesor invitat la Universitatea din Szeged, în 1995 va fi ales membru corespondent al Academiei Maghiare de Știință, în 1997 primește Crucea de Merit a Republicii Ungare. Universitatea József Attila îi conferă în 1999 titlul de doctor honoris causa.
A publicat 25 de volume (din care unele în calitate de coautor) și mai mult de 200 de studii.
Într-un interviu din 1976 își segmenta în trei etape cariera parcursă: prima perioadă, cea de până în anii 1960 e marcată de interesul față de răscoalele țărănești. Cea de a doua etapă e reprezentată de cercetarea tipăriturilor românești timpurii, cu caractere chirilice din secolele 16–17., investigații care au adus contribuții noi la istoria culturii române. În acest domeniu Demény a introdus metode noi în analiza tipăriturilor vechi, precum cercetarea prin fotografiere radioactivă a filigranelor sau întocmirea repertoriului ornamentelor în arta tipografică (Demény Lajos – Demény Lídia: Carte, tipar şi societate la români în secolul al XVI-lea. 1986.)
Pe la sfârșitul anilor ’60 se va întoarce din nou la istoria țărănimii, ca urmare a abordat împreună cu soția sa, Demény Lídia și Paul Cernovodeanu chestiunea răscoalei din 1655, tot în această perioadă apare și un alt volum, care abordează în premieră tematica legăturilor engleze în secolele 16–18. (Demény Lajos – Paul Cernovodeanu: Relaţiile politice ale Angliei cu Moldova, Ţara Românească şi Transilvania în secolele XVI–XVIII. Bucureşti, 1974).
De la începutul anilor ’70 Demény se va orienta cu precădere către cercetarea istoriei minorităților, și în cadrul ei spre cea a secuimii (A székelyek és Mihály vajda. 1593–1601. [Secuii și Mihai Viteazul. 1593–1601], 1977., Răscoala secuilor din 1595–1596. Antecedente, desfăşurare, urmări. În colaborare cu Benkő Samu și Vekov Károly, 1979). După 1990 istoricul și-a diversificat aria de interes, este momentul în care poate aborda în mod deschis și chestiunea istoriei ceangăilor. Înainte de moartea sa survenită în 2010 lucra la un studiu despre istoria secuilor. Demény Lajos se numără printre puținii istorici maghiari care au cunoscut la fel de bine istoria Transilvaniei, a Moldovei și cea a Țării Românești. A conștientizat importanța legăturilor profesionale dintre istoricii români și maghiari, străduindu-se să se informeze în mod regulat asupra noutăților celor două bresle științifice. A reușit ca în pofida cenzurii apăsătoare a perioadei comuniste să identifice modalitățile prin care să prezinte istoria maghiarimii și publicului român interesat de istorie și de cercetarea trecutului.
Bethlen Gábor és kora [Bethlen Gábor și epoca sa]. București, 1982.
4minut