İlk, orta ve lise öğrenimlerinin ardından Leysen Amerikan Okulu'ndan (Leysen American School) mezun olarak öğrenimini tamamladı.

Babası iş adamı Erdoğan Demirören'in izinden giden Demirören de, Beşiktaş'ta yöneticilik yaptı ve çeşitli görevlerde bulundu.

30 Mayıs 2004'de ise Serdar Bilgili'nin istifasının ardından, gerçekleştirilen olağanüstü genel kurulda diğer adaylar Fikret Orman ve Erol Kaynar'a rakip oldu ve başkanlık için adaylığını koydu.

Fikret Orman'ı sadece 162 oyla geride bırakan Demirören, aldığı 3 bin 272 oy ile Beşiktaş Jimnastik Kulübü Başkanı seçildi.

En son 100. yılına denk gelen 2002-2003 sezonunda 1. Lig Şampiyonu olan Beşiktaş, Demirören'in görevde olduğu son üç sezon boyunca hiç şampiyonluk yaşamadı.

Teknik direktör Jean Tigana'nın yönetimindeki Beşiktaş, 2005-2006 sezonunda Fortis Türkiye Kupası'nı kazandı.

Görev süresinin dolmasının ardından 29 Ocak 2007'de yapılan Beşiktaş Kongresi'ne tek aday olarak giren ve oyunu kullanırken "Kazanan Beşiktaş" şeklinde konuşan Demirören, kullanılan 2 bin 924 oyun, 2 bin 491'ini alarak üç yıllığına yeniden başkan seçildi. Demirören, sonucun açıklanmasının ardından şöyle konuştu:

Tek adayla yapılan seçimde 3 bin üyenin oy kullanması üyelerin, yönetime ve kulübe sahip çıktığının göstergesidir. Gelen gelmeyen herkese, oy veren vermeyen herkese teşekkür ediyorum. Beşiktaş olarak tek yumruk olalım, yeni bir sayfa açalım. Camiamıza hayırlı olsun.

Başkanlığı boyunca klüp borçlarının çok yüksek miktarlara ulaşmasının yanısıra Demirören, başkan olduğu 30 Mayıs 2004 tarihinden bu yana siyah-beyazlı kulübe cebinden 20 milyon dolar verdi.

Yaşanan ekonomik zorluklar sebebiyle 40 gündür ödeme yapılamayan futbolcular için 2,5 milyon dolarlık bir ödemede daha bulundu.

Kasım 2005'de istifa kararı alan ardından da bu kararından vazgeçen Demirören, gelinen sıkıntılı durumun ardından Şubat 2006'da bir kez daha istifa kararı aldı.

27 Şubat 2012 tarihinde Türkiye Futbol Federasyonu'nun 41. başkanı olarak seçildi.