Родился 13 марта 1963 года в городе Нарве. Когда Вадиму было три месяца, мать, повар по профессии, ушла от его отца. Всего у неё было шесть официальных браков. Демчог до 16 лет носил фамилию отца — Меньших.
С 4 лет играл в кукольном театре местного Дворца пионеров. Затем пришёл в Народный театр под руководством Юрия Михалева, (ныне театр «ilmarine»). В школе получал сплошные «двойки» и получил свидетельство о неполном среднем образовании. В 1984 году окончил ЛГИТМиК, класс профессора Зиновия Корогодского.
С 1987 года экспериментирует в разных театральных командах, много путешествует, встречается с представителями разных экспериментальных направлений, посещает театральные семинары и конференции, участвует в различных международных фестивалях, с 2001 года активно преподаёт. Работал в Небольшом драматическом театре Санкт-Петербурга, и в Московском ТЮЗе. С 1992 года работал на радио, сначала на «Европе+» в Петербурге, с 2003 года на радио «Серебряный дождь».
Регулярно появляется в кино. Снимается в сериале «Интерны». В 2010 году закончил работу над проектом «Величайшее шоу на Земле» по заказу канала «Культура».
Актёр и режиссёр театра «Территория Игры».
Озвучивает монологи мультипликационного мистера Фримана. 11 декабря 2011 года Демчог официально заявил о своём непосредственном отношении к проекту — по его словам, он озвучивал главного персонажа во всех выпусках.
Также известно, что еженедельную мистификацию «Фрэнки-шоу», выходившую на радио «Серебряный дождь» с 2003 года и закрытую в прямом эфире 30 января 2011 года, вёл именно Вадим Демчог. Как радиостанция, так и актёр культивировали анонимность ведущего. В одном из своих интервью Демчог подтвердил своё участие в проекте.
В 2011 году открылся сайт под названием Оттуда.ру: сайт позиционирует себя как посредник для связи с умершими, в данном случае связь осуществляется с погибшим в прямом радиоэфире Сумасшедшим Фрэнки. В представленном отрывке «связи» также угадываются интонации голоса Вадима Демчога.
В настоящее время сотрудничает с телеканалом «Культура».
В сентябре 2015 года вышел стимпанк фильм «Корсет», где Вадим исполнил роль мастера Фердинанд.
Так же озвучил русскую версию персонажа из DotA 2 - Arc Warden.