Demetria Devonne Lovato naît le 20 août 1992 à Dallas (Texas). Après quelques rôles d'enfant-actrice pour la télévision, elle s'illustre dans les séries Prison Break, Just Jordan et As the Bell Rings (Trop la classe !). C'est cependant avec le personnage de Michelle Torres, dans le film produit par les studios Disney Camp Rock, que son nom est vite associé. Elle y chante trois titres dont « This Is Me » avec Joe des Jonas Brothers.
Signée sur le label Hollywood Records, Demi Lovato chante ses propres chansons et six autres co-écrites avec les Jonas Brothers dans son premier album pop rock Don't Forget. Sorti en septembre 2008, celui-ci se classe n° 2 au Billboard et livre de nouveaux succès avec les titres « Get Back » (n° 43), « La La Land » (n° 52) et « Don't Forget » (n° 41).
Entre une nouvelle série (Sonny) et un film (Mission Rosalinda), l'actrice cataloguée Disney enregistre son deuxième album Here We Go Again. Anticipé par le single du même nom, classé n° 15, le disque entre en tête du palmarès des albums la semaine de sa sortie, en juillet 2009. Engagée dans plusieurs causes militantes, notamment contre le harcèlement scolaire, Demi Lovato interrompt une tournée avec les Jonas Brothers à la suite d'une dispute avec une danseuse. Suivie pour différents problèmes dont une tendance à la boulimie et des troubles bipolaires, la chanteuse reprend ses activités en 2011 avec l'album Unbroken, sorti aux États-Unis en septembre et en février 2012 pour la France. Le simple « Skyscraper », produit par Toby Gad, voisine avec « All Night Long », produit par Timbaland et Missy Elliott.
En 2012, Demi Lovato est enrôlée dans le jury de l'émission X Factor (version américaine) aux côtés de Britney Spears. Elle resigne pour l'année suivante. Parallèlement, elle s'attelle aux chansons de son quatrième album Demi qui sort en mai 2013 aux États-Unis (juin en France), précédé du titre « Heart Attack ». Les producteurs Ryan Tedder, Carl Falk et The Suspex figurent au générique de l'album qui libère à sa sortie un deuxième extrait, « Made in the USA » et abrite un duo avec Cher Lloyd sur « Really Don't Care ».
Elle réapparaît peu après au hit-parade pour sa reprise du thème principal du film La Reine des neiges, « Let it Go », initialement chanté par Idina Menzel. Dans la foulée de la publication de son journal intime Staying Strong: 365 Days a Year, où elle s'épanche sur ses problèmes de dépression, Demi Lovato investit le petit écran par le rôle qui lui est offert dans la série Glee. En octobre 2015 sort son cinquième album Confident, dont le premier extrait « Cool for the Summer » (n°11), est produit par Max Martin. Ses consoeurs Iggy Azalea et Sirah figurent également au générique. Elle collabore ensuite avec le groupe de rock Fall Out Boy avant de se lancer dans une tournée commune avec son meilleur ami Nick Jonas (Future Now Tour, du 29 juin au 19 octobre 2016).
En 2017 suivent des collaborations aux titres de Cheat Codes (« No Promises ») et de Jax Jones (« Instruction », avec Stefflon Don). La star passée de la pop adolescente à la dance pop travaille compose et travaille avec une vingtaine de producteurs dont DJ Mustard, Stint, Mitch Allan, Jonas Jeberg, Jax Jones et Sermstyle. Ce sixième album, Tell Me You Love Me comprend pour premiers extraits « Sorry Not Sorry » (n°10), « You Don't It for Me Anymore » et « Sexy Dirty Love », ainsi qu'un duo avec Lil Wayne sur « Lonely ».