7 évesen megkapta élete első szerepét, Angela-t játszhatta a Barney & Friends tv műsorban, ekkor kezdett el érdeklődni a színészet iránt. 2006-ban kapott egy vendég szerepet a nagy sikerű Prison Break (Szökés) sorozatban. 2007-ben a Disney Channel felkérte, hogy szerepeljen az As the Bell Rings-ben, ahol Charlotte Adams-et játszhatta, itt kezdett beindulni a karrierje. Az áttörést hozó szerepe Mitchie Torres karaktere volt a Disney Channel filmjében, a Rock Táborban, ami 2008. júniusában debütált. A Rock Tábor által összebarátkozott a Jonas testvérekkel, akik közreműködtek Demi debütáló albumán a Don't Forget-en ami 2008.szeptember 23-án jelent meg. 2008-ban Puerto Ricóba repült gyerekkori legjobb barátnőjével Selena Gomezzel, a Princess Protection Programot (Hercegnő védelmi program) mentek forgatni. Rá egy évre 2009-ben bemutatták a Rock Tábor 2-őt, amit Kanadában forgattak, a film az első résznél is nagyobb sikert aratott. 2009 februárjában új sorozat debütált a Disney csatornán: Sonny With a Chance címmel (Sonny a sztárjelölt), amiben Demi alakíthatta a főszereplőt. 2010 nyarán indult első saját koncert körútjára, a turné előtt július 21-én megjelent második albuma Here We Go Again.

 

Karrierje töretlenül ívelt felfelé, de a hirtelen jött népszerűség és az elvárások miatt már tíz éves korától depressziós volt. 2010 októberében besokallt megütött egy háttértáncost így szülei javaslatára félbe hagyta a Camp Rock turnét, hogy segítséget kérjen. A Timberline Knolls szenvedélybeteg nők számára fenntartott kezelő központban töltötte a hálaadást és a többi ünnepet is. 2011 január végén 3 hónap terápia után visszatért Los Angeles-be. Februárban egy személyes videó üzenetben köszönte meg rajongói támogatását a nehéz időszaka alatt is, hálája jeléül a két csuklójára tetováltatta külön-külön a "Stay Strong" szavakat és egy szívecskét is a jobb csuklóján található "Strong" szó mellé.

 

2011. szeptember 20-án jelent meg Unbroken című 3. albuma a Hollywood Records gondozásában, melynek készítésében dalszerzőként is részt vett. Az Unbroken legnagyobb sikere a Skyscraper lett, ami egyfajta himnusszá avanzsálódott. 2012. május 14-én hivatalosan is lerántották a leplet az amerikai X Factor új mentorainak kilétéről New Yorkban. Sok jelölt közül végül Britney Spears és Demi Lovato társult Simon Cowell és L.A. Reid mellé. Szeptember 11-én lenyomat készült a kezéről a Hollywoodi hírességek sétányán. Év végén felléphetett az Obama család előtt.

 

Negyedik albuma a Demi 2013 májusában jelent meg. Az album a harmadik helyen debütált a Billboard 200-as listáján, az első héten 110.000 példányban kelt el. A deluxe verzióra 7 új dal került fel,  4 élő előadás és három stúdió felvétel, egy ezek közül az Olly Murs-el közös dal, az Up. Demi az X-Factor USA 3. évadába is visszatért, hogy mentortársaival keressék 2013 hangját. Októberben megjelent a  Let It Go című dala ami a nagy sikerű Jégvarázs animációs filmhez készült. November 19-én megjelent első könyve, ami a Staying Strong címet viseli. 2014 februárjában indult új túrnésorozata a Neon Lights tour, majd  szeptember 6-án a Demi World Tour vette kezdetét Baltimoreban. Olyan amerikai, valamint kanadai városokba látogattak el, amik a Neon Lights turnéjának első feléből kimaradtak, továbbá csatlakozott hozzá a tehetséges énekesnő, Christina Perri is.

 

Ötödik nagylemeze a Confident 2015. október 16-án jelent meg és pozitív kritikákat kapott. Másodikként debütált a Billboard 200-on és 1 hét alatt több mint 98 000 példány kelt el belőle. 2015. október 17-én a Saturday Night Live vendége volt, ahol fellépett a Cool for the Summer, Confident és Stone Cold című számaival. Ezenkívül a Fall Out Boy-jal is dolgozott az Irresistible című számon. 2015. október 26-án Nick Jonasszal bejelentette, hogy közös turnéra indulnak, melynek neve Future Now Tour.

 

Lovato a gyermekbántalmazás elleni szervezet, a PACER egyik szóvivője. Erről így nyilatkozott: „Ez egy nagyon komoly ügy számomra, én is részese voltam - 12 éves koromban engem is bántottak, segíteni akarok más lányoknak, hogy bőrszínüket, méretüket, önmagukat és mindent maguk körül elfogadva magabiztosan jelenhessenek meg.”

 

2009-ben elnyerte a The Honorary Ambassador of Education (Tiszteletbeli nevelési nagykövet) díjat. Létrehozta a Lovato Treatment Scholarship programot, ahol a mentális problémákkal küzdő fiataloknak próbálnak segíteni, állva a kezelésük minden költségét, ami igencsak drága. 2015. március 18-án megrendezésre került a saját önálló jótékonysági estje, ahol minden rajongó 100$ értékben vehetett jegyet és a teljes bevétel a LTS alapítványhoz került.

 

Az énekesnőre olyan előadók hatottak, mint Aretha Franklin, Billie Holiday, Whitney Houston, Kelly Clarkson és Christina Aguilera. Egy MTV-nek adott interjú során elárulta, a heavy metal és metalcore műfajok is vonzzák.