Народився у 1958 році, а в 1980 – закінчив Київський державний університет імені Т.Г.Шевченка за спеціальністю «Хімія – органічна хімія» та здобув кваліфікацію хіміка, викладача хімії. Розпочав свою трудову діяльність на кафедрі органічної хімії зазначеного ЗВО. В 1982 році вступив до заочної аспірантури. З 1995 по 1998 роки Демченко А.М. навчався в цільовій докторантурі Інституту органічної хімії НАН України (науковий консультант – академік НАН України М.О. Лозинський).Кандидат хімічних наук (з 1986), доцент (з 1991), доктор фармацевтичних наук (2001), професор (2004).
Нагороджений медаллю з премією Президією Академії Наук УРСР за кращу наукову роботу з хімії конкурсу молодих вчених (1990).
Професор Демченко Анатолій Михайлович є автором понад 170 патентів України та авторських свідоцтв і понад 350 інших наукових публікацій, в яких запропоновані розробки, щодо впровадження у вітчизняне виробництво лікарських засобів та інших практично значущих речовин, які знайшли застосування у народному господарстві України. Окрім цього, були знайдені сполуки, що проявили високу активність in vitro щодо вірусів Н1N1, SARS, MERS-CoV тощо.
Запатентовані також групи речовин, що мають кардіопротекторну та вазодилататорну дії. Знайдені перспективні сполуки, які мають протизапальні, протисудомні, спазмолітичні, протипухлинні, антибактеріальні та антиоксидантні властивості, що перевищують відомі міжнародні стандарти.
Має наукову школу до якої входять: доктор фармацевтичних наук, Бобкова Людмила Станіславівна тема дисертації: «Синтез, властивості та взаємозв'язок "структура - активність" в ряду похідних піридину та його аналогів» (захистилася 2015 році); кандидат хімічних наук Чумаков Володимир Анатолійович тема дисертації: «S- и N- замещенные имидазола и тиазола с функциональными группами у гетероатома или в боковой цепи» (захистився 1997 році); кандидат фармацевтичних наук Кононевич Юрій Миколайович тема дисертації: «Синтез, перетворення, фізико-хімічні та біологічні властивості похідних циклопента[d]піримідин-2,4(3Н,5Н)-діону» (захистився 2016 році).
За вагомий особистий внесок у розвиток вітчизняної науки, зміцнення науково-технічного потенціалу України, багаторічну сумлінну працю та високий професіоналізм Демченку А.М. присвоєно почесне звання «Заслужений винахідник України» (2018 р.).
Тісно співпрацює з фармацевтичними та біотехнологічними компаніями, центрами розробки ліків, академічними установами та іншими дослідницькими організаціями України та зарубіжжя, зокрема Інститутом молекулярної біонауки Університету Квінсленда, Австралія (Institute for Molecular Bioscience, The University of Queensland, Brisbane, Queensland 4072, Australia); Національним Інститутом Здоров'я США (NIH/NIAID) у Південному дослідному інституті США (Southern Research Institute-SRI, Birmingham, Alabama); Національним інститутом раку США (National Cancer Institute of Health, USA) в рамках Development Therapeutic Program. Під його керівництвом синтезовано понад 100 000 унікальних сполук.
Викладає лекційні курси навчальних дисциплін: «Фармацевтична хімія», «Стандартизація лікарських засобів», «Розробка лікарських засобів», «Медична хімія», «Технологія ліків».
