Né de parents avocats le 22 septembre 1973 à Asnières-sur-Seine,
François-Xavier Demaison se fascine dès son plus jeune âge par la comédie.
Etudiant, il suit la classe libre du Cours Florent tout en menant de front des études de sciences politiques. Son diplôme en poche, il débute sa carrière en 1998 comme auditeur chez PricewaterhouseCoopers avant de rejoindre Landwell & Associés en tant que collaborateur Senior en fiscalité internationale, qui l'envoie à son bureau de New York en 2001.
François-Xavier Demaison assiste de son bureau à Manhattan aux attaques du 11 septembre 2001 sur le World Trade Center. Après une remise en question, il décide de tout plaquer et de revenir à ses premières amours, le théâtre, et monte son premier spectacle, produit par Samuel Le Bihan.
Repéré par France Inter, il devient ensuite chroniqueur aux côtés de Stéphane Bern.
Francois-Xavier Demaison apparaît pour la première fois au cinéma dans la comédie
L'Auberge Rouge en 2007. Il est alors propulsé sur le devant de la scène et enchaîne alors un rôle dans
Ça Se Soigne... ? et dans
Disco.
En 2008, il joue dans
48 Heures Par Jour,
Le Petit Nicolas,
Miss Oliver A Filé à L'Anglaise et dans
Musée Haut, Musée Bas. La même année, c’est Antoine De Caunes qui lui offre son premier grand rôle au cinéma : celui de Coluche dans
Coluche, L'Histoire D'Un Mec. Il décroche ensuite un rôle dans
Tellement Proches du duo Olivier Nakache / Eric Toledano, partageant le haut de l'affiche avec Vincent Elbaz et Isabelle Carré. Puis il enchaîne avec
Nuit Blanche de Frédéric Jardin avec Edouard Baer et Sami Bouajila, et
L'Amour Dure Trois Ans de Frédéric Beigbeder.
2010 est une année bien remplie puisqu'il joue dans l'adaptation du célèbre livre de F.Beigbeder
L'Amour Dure Trois Ans, aux côtés de Gérard Depardieu dans la
La Tête En Friche, et tient premier rôle dans la comédie romantique
La Chance De Ma Vie. L'année suivante
François-Xavier Demaison interprète un homme riche et sans scrupules dans le faux-documentaire
Moi, Michel G, Milliardaire, Maître Du Monde.