Demi Lovato hat zwei Geschwister. Ihre fünf Jahre ältere Schwester Dallas Lovato  ebenfalls Schauspielerin und Sängerin und ihre zehn Jahre jüngere Schwester Madison. Ihre Mutter, Deana Lovato, war als Teenager bei den Dallas Cowboys als Cheerleader aktiv. Lovato besuchte die Grapevine-Colleyville Independent School.

Sie begann mit dem Schauspielen im Alter von sechs Jahren, als sie erfolgreich in der Kinderserie Barney und seine Freunde (Original: Barney and Friends) tätig war. Demis Gesangstalent wurde ebenfalls gepflegt und gefördert. Ihren Durchbruch erreichte sie mit Camp Rock, wo sie an der Seite von Joe Jonas die Hauptrolle spielte. 2008 kommt der Film Princess Protection Program mit ihr in der Hauptrolle auf Disney Channel. Sie hat mit Selena Gomez eine Web-Show auf Youtube, in der die beiden mit ihren Kolleginnen Miley Cyrus und Mandy Jiroux einen musikalischen Wettstreit austragen.