Demian Bichir nació en la Ciudad de México en el seno de una familia dedicada al teatro.

   La primera vez que Bichir pisó un escenario fue a los tres años de edad, concretamente, en el Palacio de Bellas Artes de Ciudad de México, y formó parte de la Compañía Nacional de Teatro durante siete años. Su trabajo cinematográfico aglutina más de 20 películas rodadas en México e internacionalmente. Su filmografía incluye: Rojo amanecer, de Jorge Fons; Hasta morir (premio Ariel al mejor actor) y Todo el poder, de Fernando Sariñana; Fuera del cielo, de Javier Patrón; American Visa, de Juan Carlos Valdivia; Don't Tempt Me, de Agustín Díaz Yanes; The Runway, de Ian Power, y las películas de Antonio Serrano Sexo, pudor y lágrimas e Hidalgo: La historia jamás contada, por la que Bichir fue nominado a un Ariel y ganó el premio al mejor actor en el Festival de Cine de Huelva, España. Su filme más reciente, filmado en México, es 7:19, de Jorge Michel Grou.
  En Estados Unidos, Bichir es conocido por su trabajo en televisión, concretamente, en las series Weeds, de Showtime, y The Bridge, de FX. En la gran pantalla, ha participado en los siguientes filmes: Che, de Steven Soderbergh; Salvajes, de Oliver Stone; Los odiosos ocho, de Quentin Tarantino; Machete Kills, de Robert Rodriguez; Cuerpos especiales, de Paul Feig, y Dom Hemingway, de Richard Shepard. 
  Bichir obtuvo un gran reconocimiento por su aclamada interpretación de Carlos Galindo en el drama realizado por Chris Weitz en 2011 Una vida mejor, lo que le valió ser nominado a los premios Independent Spirit, SAG y Oscar en la categoría de mejor actor. Entre sus trabajos más recientes destacan la producción de Brian Grazer Lowriders, que se estrenará en mayo de 2017, así como su debut como guionista y director en la película A Circus Tale & A Love Song, que actualmente está recorriendo el circuito de festivales cinematográficos.