Née Demetria Guynes, à Roswell, dans le Nouveau Mexique, Demi Moore a vécu une enfance difficile, élevée par sa mère et un beau-père qui passait son temps à faire voyager la famille de ville en ville. Boisson, disputes, coups : le cocktail familial sera finalement un peu trop dur à supporter pour Demetria, qui abandonne les études à l'âge de 16 ans et profite de son physique avantageux pour devenir mannequin dans des magazines locaux. A l'âge de 18 ans, elle épouse le musicien Freddy Moore, avec lequel elle restera quatre ans. A 19 ans, après de nombreux castings, elle décroche un rôle récurrent dans le soap "General Hospital".
Elle a été mariée de 1987 à 2000 avec l'acteur américain Bruce_Willis .
Elle a été mariée de 2005 à 2011 avec l'acteur américain Ashton_Kutcher .