(bum) Demetria Guynes est née à Roswell au Nouveau-Mexique en 1962.  Elle a eu une enfance plutôt  tumultueuse.  Avec sa mère, son demi-frère et son beau-père, elle déménage plus d’une trentaine de fois avant d’atteindre l’âge de l’adolescence.  Elle quitte l’école à 16 ans pour devenir mannequin en Europe.

À 18 ans, Demi Moore épouse le musicien Freddy Moore. Leur mariage dure quatre ans.  Elle obtient, à cette époque, son premier rôle dans la série General Hospital où elle interprète  Jackie Templeton.

C’est en 1981 que la jeune actrice débute sa carrière au cinéma.  Elle fait partie de la distribution du film indépendant Choice.  Elle devra patienter jusqu’en 1984 avant de se faire offrir un premier rôle.  Dans No Small Affair, elle incarne une chanteuse rock.  C’est toutefois avec le film St. Elmo's Fire (1985), aux côtés d’Emilio Estevez, Rob Lowe, et Ally Sheedy qu’elle connaît son véritable premier succès.

En 1987, elle épouse l’acteur Bruce Willis à Las Vegas.  Ils auront ensemble trois filles et seront durant plusieurs années, le couple chéri d’Hollywood.  Ils divorcent toutefois en l’an 2000.

Dans le drame romantique Ghost, en 1990, elle connaît aux côtés de Patrick Swayze son premier blockbuster.  Le film a rapporté à ce jour plus de 518 millions de dollars américains. 

L’année suivante, elle provoque, en se montrant nue à la une du magazine Vanity Fair, enceinte de plusieurs mois.  L’année suivante, elle récidivera « vêtue » d’un simple body-painting.  Ces deux séries de photos lui offrent une visibilité extraordinaire.
L’actrice ne semble pas avoir peur de la controverse.  Dans le film Indecent Proposal (1993), elle joue le rôle d’une femme mariée qui accepte de passer une nuit avec un homme pour un million de dollars, afin de sauver son mari de la faillite.  Le film suscite la controverse auprès des groupes féministe américains.  Ce qui ne l’empêche pas d’amasser plus de 260 millions de dollars. 

Demi Moore enchaîne ensuite quelques films moins populaires, comme Disclosure (1994), Now and Then, qu’elle produit en 1995, The Scarlet Letter (1995), Striptease (1996) et G.I. Jane (1997).
Après cette longue série d’insuccès à l’écran, Demi Moore décide de jouer un rôle plus discret, celui de productrice. C’est ainsi que la comédie Austin Powers: International Man of Mystery. voit le jour.  Le film mettant en vedette le Canadien Mike Myers fait bonne figure aux guichets.  Mieux encore, la parodie de James Bond aura plusieurs suites.  Ainsi, Austin Powers: The Spy Who Shagged Me (1999) et Austin Powers in Goldmember (2002) seront, tous trois, très lucratifs.

Depuis qu’elle consacre son temps à son nouveau rôle, ses apparitions au grand écran sont plutôt rares. Sinon, dans la suite de Charlie's Angels: Full Throttle (2003) où elle tient un second rôle.

Puis, c’est sa relation avec l’acteur Ashton Kutcher qui fait surtout jaser.  L’acteur et animateur de MTV est de 15 ans son cadet.  Les deux artistes se sont d'ailleurs mariés en 2005, lors d'une cérémonie privée. En novembre 2006, Demi Moore fait son retour au cinéma dans cette production réalisée par Emilio Estevez.

En février 2007, Demi Moore accepte de devenir la porte-parole des gammes de soins de la peau et de maquillage Helena Rubinstein.

Au mois d'avril, on annonce que la comédienne partagera l'affiche en compagnie de Lambert Wilson et Michael Caine dans le long-métrage Flawless.

Durant la même année, elle participe aux tournages du drame familial Happy Tears et du drame d’action Bunraku. Dans cette dernière production, elle plonge dans l'univers des arts martiaux aux côtés de Josh Hartnett.