Demichelis formou-se no River Plate como jogador e completou três temporadas na equipa principal antes de rumar ao Bayern Munique, que representou nessa primeira etapa durante oito anos.

Depois de passar por Málaga, Atlético Madrid, Manchester City e Espanhol, Demichelis encerrou a carreira de jogar no final da época 2016/2017 e regressou a Munique, onde era atualmente o treinador da equipa B do Bayern.

Com a saída de Marcelo Gallardo do River Plate, o nome de Demichelis ganhou força e a oficialização deve estar para breve, uma vez que Holger Seitz já foi escolhido para render Demichelis no comando técnico dos bês do Bayern Munique.

 Demichelis assumirá o comando técnico do River Plate em janeiro de 2023, rendendo Marcelo Gallardo, que já anunciou a saída no final deste ano civil.