Jako dziecko, wraz z rodzicami wiodącymi dość burzliwe życie, przejechała prawie całe Stany. Szybko postanowiła się usamodzielnić i jako szesnastolatka opuściła dom. Dwa lata później była już panią Moore, po ślubie z muzykiem rockowym Freddym Moorem. Małżeństwo nie trwało zbyt długo, ale w pewien sposób przyczyniło się do rozpoczęcia aktorskiej kariery Demi. Sąsiadką młodej pary była bowiem Nastassja Kinski; wspólne powtarzanie tekstów ośmieliło Demi Moore do spróbowania własnych sił w filmie. Wkrótce zdobyła pierwszą rolę - zagrała postać Jackie Templeton w telewizyjnym serialu "General Hospital". W trakcie pracy nad serialem otrzymywała propozycje drobnych ról filmowych ("Choices" - 1981 i "Parasite" - 1982). Dwa lata później zdecydowała o odejściu z telewizji, by zagrać w "Blame It on Rio" u boku Michaela Caine'a. Kłopoty zaczęły się w 1984 r. na planie "St. Elmo's Fire" Joela Schumachera. Uzależnioną od narkotyków Demi, reżyser filmu postawił przed wyborem zerwania z nałogiem albo zerwania kontraktu. Aktorka dokończyła zdjęcia. W tym czasie poznała też Emilio Esteveza, z którym związała się na najbliższe trzy lata.

Prawdziwym przełomem w karierze Demi Moore okazał się udział w filmie "Uwierz w ducha" nakręconym przez Jerry'ego Zuckera w 1990 roku. Demi zagrała postać Molly - filmowej partnerki Patricka Swayze. "Uwierz w ducha" stał się najpopularniejszym filmem roku w Stanach i przyniósł 200 milionów dolarów zysku. Dla Demi Moore sukces filmu oznaczał szansę na zdobycie nowych, ciekawych ról.

W 1992 r. pojawiła się u boku Toma Cruise'a i Jacka Nicholsona w dramacie sądowym "Ludzie honoru" Roba Reinera. Kolejne lata przyniosły role uznawane za kontrowersyjne: w "Niemoralnej propozycji" (1993) Adriana Lyne'a za noc spędzoną z Dianą (Moore) amerykański milioner (Robert Redford) oferuje jej mężowi (Woody Harrelson) okrągłą sumę miliona dolarów. Rok później Demi Moore wciela się w postać pozbawionej zasad Meredith Johnson ("W sieci"). 1996 rok przynosi premierę "Striptease'u" Andrew Bergmana, w którym Demi zagrała Erin Grant - byłą urzędniczkę FBI, decydującą się na pracę tancerki topless. Co ciekawe, rolę córki Erin zagrała Rumer Willis - prawdziwa córka Demi Moore i Bruce'a Willisa, z którym aktorka była związana od 1987 r.

Dla potrzeb filmowych przygód pani porucznik Jordan O'Neil w "G.I. Jane" Ridleya Scotta, aktorka nie wahała się zrezygnować z typowo kobiecej fryzury i dostosowała długość włosów do wymaganej wojskowym regulaminem.

Demi Moore przez trzynaście lat była żoną aktora Bruce'a Willisa. Ich małżeństwo zakończyło się w październiku 2000 r.