Demény Pál György a debreceni református gimnáziumban érettségizett, majd a közgazdasági egyetemen tanult tovább, 1955-től pedig a Központi Statisztikai Hivatal (KSH) népesedésstatisztikai főosztályának munkatársa volt.

Francia nyelvtudása révén 1957 elején egyik főnöke tolmácsaként jutott ki egy konferenciára Svájcba, ahonnan nem jött vissza. Egy ideig Genfben élt és tanult, majd az Egyesült Államokba költözött.

A Princeton Egyetemen közgazdaságtanból doktorált, a népességtudományra és a demográfiára szakosodott. Oktatott a Princeton Egyetemen, majd a Michigani Egyetemen, később a Hawaii Egyetem professzora, valamint a honolului Kelet-Nyugat Népességkutató Intézet alapító igazgatója lett.

1973-tól New Yorkban a Népesedési Tanács (Population Council) alelnöke volt, majd az újonnan létrehozott demográfiai kutatóintézet, a Center for Policy Studies igazgatói állását is elnyerte. 1986-ban őt választották a Population Association of America (Amerikai Népességtudományi Társaság) első nem észak-amerikai születésű elnökévé.

Tizenöt év után vezetői posztjáról leköszönt, de főmunkatársként és az általa 1975-ben alapított szakmai folyóirat, a Population and Development Review főszerkesztőjeként tovább dolgozott. Emellett oktatott, előadásokat tartott szerte a világban, szerkesztette a szakma meghatározó folyóiratát, szakértőként segítette az ENSZ, a Világbank és más nemzetközi szervezetek munkáját. 2012-ben vonult nyugdíjba.

Magyarországra a nyolcvanas években térhetett vissza először, majd a rendszerváltás után az amerikai mellett ismét magyar állampolgár is lett. 2001-ben a Magyar Tudományos Akadémia külső taggá választotta. Nem sokkal nyugdíjba vonulása után Budapestre költözött a feleségével.

Fő kutatási területe a halandósági táblák, a stabil népességmodellek, a becslési eljárás az adathiányos országok demográfiai folyamatainak elemzéséhez, a történeti demográfia, a népességváltozás és a gazdasági növekedés közötti kapcsolatok és ezek politikai vonatkozásai.

Demény Pál György 2017-ben megkapta a Magyar Érdemrend Középkeresztje a csillaggal (polgári tagozat) kitüntetést. 2018-ban a Magyar Szent István Renddel tüntették ki. 2023-ban a Demográfiai Kerekasztal tagjai közé választotta Novák Katalin akkori államfő.