Demi Moore měla složité dětství, otce vlastně nepoznala, rodinu opustil, ještě než se Demi narodila. Její nevlastní otec Danny Guynes (po něm se až do první svatby jmenovala Demi Guynes), který pak stanul po boku její matky, spáchal v roce 1980 sebevraždu. Její rodiče byli alkoholici, často se bili, v rodině bylo běžné, že otec neustále měnil zaměstnání a museli se neustále stěhovat. Jako malá Demi Moore šilhala a musela podstoupit chirurgický zákrok.
Přesto se ale dokázala prosadit mezi nejznámější hollywoodské hvězdy. Začínala jako ne příliš úspěšná modelka, nechala se fotit i nahá. Pak ale přišel úspěch před kamerou. První roli získala Demi Moore ve filmu Parasite, když jí bylo dvacet let a další slavné role následovaly. Známá je díky filmu Striptýz, kde si neváhala vzpomenout na své začátky coby modelky a svlékla se. Kvůli snímku G. I. Jane si zase oholila hlavu. Z dalších filmů jmenujme: Duch, Pár správných chlapů, Skandální odhalení, Zvoník u Matky Boží, Charlieho andílci: Na plný pecky nebo Atentát v Ambassadoru. V českém dabingu jí hlas propůjčují Ilona Svobodová nebo Lenka Vlasáková.
V roce 1979, tedy v sedmnácti letech, potkala Demi Moore svého prvního manžela, hudebníka Freddyho Moorea (rozvedli se v roce 1985, Demi si ale nechala jeho příjmení). Pak následovalo její nejznámější manželství s Brucem Willisem (1987-2000). Vzali se už po dvou měsících vztahu a zplodili tři dcery - Rumer, Scout LaRue a Tallulah Belle. Následovalo manželství s o patnáct let mladším hercem Ashtonem Kutcherem (2005-2013).