Nació en Egipto, hijo de una familia griega expatriada. Sus padres, Giorgos y Olga, también nacieron en Egipto y crecieron en Alejandría. Tras perderlo todo debido a las políticas del gobierno de Gamal Abdel Nasser, regresaron a Grecia después de la guerra de Suez. Padre de dos hijos Emily y Cyril este último músico como su padre.

Después de regresar a Grecia, Demis se integró en diversos grupos musicales comenzando por The Idols cuando tenía 17 años; después pasó a We Five y a otras bandas relativamente destacadas y de cierto éxito en Grecia.

Logró cierta notoriedad en 1968 cuando se unió a la banda de rock progresivo Aphrodite’s Child inicialmente como cantante y después como bajista y cantante. Su distintiva voz operística dio impulso a la banda hasta colocarla con éxito en el ámbito internacional, notablemente en su álbum final 666, el cual vino a convertirse en un clásico de culto para los melómanos.

Tras la disolución de Aphrodite’s Child, Demis continuó grabando esporádicamente con su compañero de banda, el también destacado músico Vangelis. Grabaron juntos en 1977 el álbum Magic cuyo mayor éxito fue «Because», conocida en español como «Morir al lado de mi amor» y grabada en siete idiomas en total. El álbum Demis (1982), que incluyó «Tu libertad» —adaptación vocal del tema «Race to the end», parte de la banda sonora del filme ganador del Óscar Carros de Fuego—, mientras Roussos también aparece en la banda sonora de la película Blade Runner (1982), todos con éxito y, finalmente, en 1984 el álbum Reflection.

Demis inició una carrera como cantante en solitario al desintegrarse la banda, comenzando con la canción We Shall Dance (Bailaremos), que, al principio no tuvo éxito, pero Demis hizo una gira por Italia, España y Francia y su primer single llegó a la primera posición en distintos países. Su carrera alcanzó la cima en la década de 1970 con una considerable cantidad de álbumes. Destacando su sencillo Forever and Ever (Por siempre y para siempre), que se colocó en las listas de popularidad de una gran cantidad de países en 1973. En México y Latinoamérica su primer éxito fue My Reason en 1972 y posteriormente Forever and Ever en 1973. Años después, concretamente en 1977, editaría un álbum con estas canciones en el idioma español.

Otros éxitos fueron My Friend the Wind (Mi amigo el viento), My Reason (Mi razón), Velvet Mornings (Mañanas de terciopelo), When I’m a Kid (Cuando soy como un niño), Goodbye, My Love, Goodbye (Adiós mi amor, adiós), Someday, somewhere (Algún día en algún lugar), Lovely Lady of Arcadia (Adorable dama de Arcadia) y «Morir al lado de mi amor». Fue mencionado como destacado en el programa Abigail’s Party e hizo su primera aparición en una televisión de habla inglesa en el programa Basil Brush Show. También es destacada su interpretación del éxito del grupo Air Supply titulado Lost in Love (Perdido en el amor).

Recopiló sus canciones en un gran número de idiomas. Su éxito número uno Roussos Phenomenon EP fue el primero de su tipo de un artista de origen africano en la historia de las listas de popularidad del Reino Unido. Fue igualmente exitoso en Europa y Latinoamérica; en Estados Unidos logró lo mismo con el álbum Demis que permaneció como su único éxito, llegando al Top 40.

En 1982 fue coautor del libro A Question of Weight junto con su amiga íntima Veronique Skawinska en el cual narra sinceramente su lucha contra la obesidad. Durante los primeros años de la década de 1980 atravesó un período relativamente improductivo debido a su batalla contra la depresión.

Fue uno de los pasajeros del vuelo TWA 847, que fue secuestrado el 14 de junio de 1985. En su momento fue muy conocido el hecho de que los secuestradores celebraron su cumpleaños con él, al quedar impresionados por tener como rehén a una de las celebridades de Oriente y Europa.

Sensible a su nueva etapa de vida, Demis se embarcó en su retorno en 1986 con el álbum Greater love, producido en Holanda. En 1988 reapareció en Francia con un álbum grabado íntegramente en francés Le grec, del cual se extrajo el single Quand je t’aime, que llegó al nº 2 en las listas francesas. En ese mismo 1988, publicó el álbum Time que le otorgó numerosos reconocimientos y ser aclamado por su éxito muy popular en las discotecas Dance of Love. En 1989 publicó el álbum Voice and vision que incluía canciones en francés, italiano, español y una en inglés. El single On écrit sur les murs llegó a la cuarta posición en las listas francesas.

Los años 1990 vieron un número sustancial de trabajos de Demis. Realizó Insight (también llamado Morning Has Broken) siendo aclamado, mientras que su intento de canción bajo la modalidad de rap, Spleen fue considerado una idea lamentable. Antes de ello hizo equipo con BR Music en Holanda para producir Immortel, Serenade e In Holland, utilizando una variedad de estilos desde el étnico al electrónico. Demis continuó grabando y de gira. Su Millennium Tour conoció el éxito en Inglaterra. Como ferviente seguidor de la Iglesia ortodoxa griega, canta como invitado en diversos templos en Grecia y en todo el mundo.

Roussos falleció la mañana del 25 de enero de 2015 en un hospital privado de Atenas, Grecia, a consecuencia de un cáncer de estómago, páncreas e hígado. Su muerte fue confirmada un día después por su amigo, el periodista Nikos Aliagas quien difundió la noticia con un tuit tanto en Grecia como en Francia, también confirmada el mismo día por su hija, quien dio a conocer la noticia a los medios griegos y franceses.

Aphrodite’s Child
End of the World (1968)
It’s Five O’Clock (1969)
666 (1972)

En solitario
On the Greek side of my mind (en algunos países titulado Fire and ice)(1971)
Forever and ever (1973)
My only fascination (1974)
Auf Wiedersehen (1974)
Souvenirs (1975)
Happy to be… (1976)
Die Nacht und der Wein (1976)
Kyrila (1977)
The Demis Roussos magic (1977)
Ainsi soit-il (1977)
Sus grandes éxitos en español (1977)
Demis Roussos (1978)
Universum (1979)
Man of the world (1980)
Roussos live! (1980)
Demis (1982)
Attitudes (1982)
Reflection (1984)
Senza tempo (1985)
Greater love (1986)
The story of… (1987)
Come all ye faithful (1987)
Le grec (1988)
Time (1988)
Voice and vision (1989)
Photo-Fixe (1991) (no publicado)
Insight (1993)
Demis Roussos in Holland (1995)
Immortel (1995)
Serenade (1996)
Mon île (1997)
Auf meinen Wegen (2000)
Live in Brazil (2006)
Demis (2009)