El padre de Moore, Charles Harmon dejó a su madre Victoria, antes de que ella naciera. Por esto, Demi Moore no compartió su apellido en su certificado de nacimiento. Su padrastro, Danny Guynes cayó en la bebida y las drogas y acabó suicidándose. Al cumplir los 16 años Demi abandonó sus estudios para convertirse en modelo. Con 19 años apareció regularmente en la seríe de TV "General Hospital".
Comenzó su carrera con pequeños papeles cinematográficos en productos como "Parasite" (1982), dirigida por Charles Band. En 1984, interpretó a la hija de Michael Caine en la excelente comedia "Lio en Rio" de Stanley Donen.
En esta película realiza un top-less que deja bien a las claras la "influencia" que, posteriormente, ejercería sobre su anatomía la cirugía estética.
Se dedicó a celebrar fiestas, divertirse y esnifar cocaina durante 3 años, sin que su carrera sufriera más avances hasta que el director Joel Schumacher la echó del rodaje de la pelicula "St. Elm`s Fire" en 1985. Se internó en una clínica para luchar contra la adicción a las drogas y regresó limpia y se mantuvo.
En 1988, probaría suerte en el terreno del thríller junto a Michael Biehn y Jürgen Prochnow en "La Séptima Profecía" de Carl Schultz y, en 1989, trabajaría con dos pesos pesados de la interpretación como Robert De Niro y Sean Penn en "No fuímos ángeles" de Neil Jordan.
Con determinación continuo su carrera haciendo diversos spots publicitarios y apareciendo desnuda en la revista Vanity Fair mientras estaba embarazada.
Los 90 encumbraron a Demi Moore como la actriz mejor pagada de Hollywood. Filmes como "Ghost" (1990), de Jerry Zucker; "Algunos hombres buenos" (1992), de Rob Reiner -una de juicios militares con Jack Nicholson y Tom Cruise-; "Una proposición indecente" (1993) -en la que su esposo, Woody Harrelson, la prostituía durante noche por un millón de pavos apoquinados por Robert Redford-; "La letra escarlata" (1995) de Roland Joffé -un dramón histórico situado en la época de los colonos puritanos, junto a Gary Oldman y Robert Duvall- y "Coacción al jurado" (1996) de Brian Gibson en la que un malvado Adam Baldwin la obligaba a cambiar su veredicto.
Lista como pocas, pronto descubrió que le era más rentable cambiar de imagen y pasar de ser la musa romántica y frágil a la mezcla de supermujer y bomba sexual que hoy conocemos (silicona mediante).
"Streaptease" (1996), de Andrew Bergman no sólo fue una de las peores películas de todos los tiempos sino sobre todo la consagración de Demi Moore como mito erótico de final de siglo.
Tras varios años de ausencia, volvió en el 2003 para aparecer en el filme de acción de McG "Los Ãngeles de Charlie 2", junto a Cameron Diaz, Drew Barrymore y Lucy Liu. Otros tres años más tarde la veríamos en "En la Tiniebla" y "Bobby", dirigida por Emilio Estevez.
En el 2007 la pudimos ver en la película "Un plan brillante", junto a Michael Caine; y en "Mr. Brooks", con Kevin Costner, William Hurt y Dane Cook entre otros.