Demszky Gábor 1952-ben született Budapesten. Édesapja Demszky Rudolf közgazdász. Édesanyja, Király Irén szintén közgazdászként a Pénzügyminisztériumból ment nyugdíjba. Testvére, Anna (1956) gyógypedagógus. Nős, négy gyermeke van: Alma (1973), Dániel (1974), Dorottya (1994) és András (1995).

1970-ben érettségizett a Kaffka Margit Gimnáziumban, majd az ELTE Állam- és Jogtudományi Karának hallgatója lett. 1972-ben egy baloldali diákkör szervezte tüntetés miatt, politikai szervezkedésben való részvétel vádjával egy évre kizárták az egyetemről. Taxisofőrként, majd könyvtárosként dolgozott. Ekkoriban írta meg első szociográfiai művét Borravaló címmel. Később folytathatta tanulmányait, s 1976-ban jogi diplomát szerzett.

Fiatal diplomásként nehezen kapott állást, jogászként nem tudott elhelyezkedni. 1976-tól 1981-ig a Világosság című folyóirat munkatársa volt. 1979-ben a Szegényeket Támogató Alap (SZETA) egyik alapító tagja lett, és aláírta a Charta 77-tel szolidaritást vállaló nyilatkozatot. Politikai tevékenysége miatt elvesztette állását, utazási és publikációs tilalom alá került.

1981-ben az ELTE-én szociológus diplomát szerzett. 1981 végén Rajk Lászlóval közösen létrehozta és vezette az AB Független Kiadót. Részt vett a Beszélő munkájában, 1983-tól szerkesztette az általa alapított Hírmondót, közreműködött a Máshonnan Beszélő és a Magyar Zsidó című szamizdat lapok kiadásában. 1983-ban "hatóság elleni erőszak" címén hat havi börtönbüntetésre ítélték, amit három évre felfüggesztett a bíróság. Ugyanebben az évben a Kiadók Nemzetközi Egyesülete a Freedom to Publish díjjal tüntette ki. 1988/89-ben ösztöndíjjal tíz hónapot töltött az Egyesült Államokban, a Columbia University hallgatójaként.

1988-ban alapító tagja lett a Szabad Kezdeményezések Hálózatának, majd az SZDSZ-nek. Az 1990. évi országgyűlési választásokon a VII. kerület képviselőjévé választották, a Parlament nemzetbiztonsági bizottságának elnöke és a külügyi bizottság tagja lett.

Az 1990-es önkormányzati választásokon pártja budapesti listavezetője. 1990. október 31-én a Fővárosi Közgyűlés alakuló ülésén Budapest főpolgármesterévé választották, ezért lemondott parlamenti mandátumáról. 1991 óta vezeti az Európa Tanács Helyi és Regionális Közhatóságok Állandó Konferenciájának magyar delegációját. 1992 márciusában, majd 1994 májusában a Kongresszussá alakuló szervezet ismét alelnökévé választotta. 1994-ben főpolgármesterré választják a budapestiek. Az 1998-as országgyűlési választásokon az SZDSZ budapesti listavezetőjeként jutott mandátumhoz. Az 1998-as önkormányzati választásokon az SZDSZ jelöltjeként harmadik alkalommal is elindult Budapest főpolgármesteri tisztségéért. Az 1998-cal kezdődő önkormányzati ciklusban ismét az SZDSZ és az MSZP koalíciójával vezeti a Fővárosi Önkormányzatot. Megválasztását követően, november 2-án újból lemondott parlamenti mandátumáról.

2000 decemberétől 2001 júniusáig az SZDSZ elnöke volt. 2002 áprilisában az SZDSZ budapesti listájáról újra országgyűlési képviselőnek választották, mandátumáról Mécs Imre javára lemondott. 2002. októberben negyedszer nyerte el a főpolgármesteri tisztséget.

2004. január 1-jétől az Európai Uniós Fővárosok Uniója (UCUE) elnökévé választották, a tisztséget 2005. január 1-jéig töltötte be. Az uniós fővárosokat tömörítő szervezet elsődleges célja a nagyvárosok és a városlakók érdekeinek fokozott képviselete Európában. Az SZDSZ listavezetőjeként a 2004. június 15-én rendezett Európai Parlamenti választásokon bekerült az Európai Parlamentbe. Mandátumáról 2004. október 10-én mondott le, mivel a Fővárosi Közigazgatási Hivatal megállapította, hogy a főpolgármesteri és az európai parlamenti képviselői tisztség összeférhetetlen.

2005-ben a második legtöbb szavazattal beválasztották az SZDSZ ügyvivői testületébe. 2006 májusában bejelentette, hogy ötödször is versenybe száll a főpolgármesteri posztért az önkormányzati választásokon.