Hugues Demastre a commencé sa carrière en stand-up comedy dans les années 1990. En 2003, il s'est fait connaître du grand public grâce à son rôle de Laurent dans la série télévisée *Le Cœur a ses raisons* sur TF1, aux côtés d'Élodie Frégé et Pierre Perrier.
En 2005, il a coécrit le scénario du film *La Grande Vie* avec Laurent Tuel, qui a remporté un certain succès. L'année suivante, il est devenu l'un des membres récurrents de l'émission de télé-réalité *Secret Story*, sur D8, en tant que chroniqueur et membre du jury spécial.
En 2011, Hugues Demastre a rejoint l'équipe de la chaîne Fun TV, animant des émissions comme *Bienvenue dans ma cuisine* et *Ma maison, c'est moi*. Il est également devenu l'un des membres récurrents de l'émission de radio *Les Grosses Têtes*, sur RTL.
En 2014, il a présenté la première édition de l'émission *Tout le monde veut prendre sa place* sur W9, avec Laurence Boccolini et Nora Armani. L'année suivante, il a rejoint les équipes de C8 pour animer l'émission *Qui veut gagner des millions ?*, aux côtés d'Arthur Dreyfus, et la version française de l'émission américaine *The Wall* sur TF1.
En 2017, il a présenté l'émission *Le Grand Concours* sur W9, en compagnie de Stéphanie Lo et de Nora Armani. L'année suivante, il a rejoint les équipes de M6 pour animer la deuxième édition de l'émission *Star Academy*, aux côtés de Marion Frejus.
En 2019, Hugues Demastre a repris le rôle principal de Laurent dans la série télévisée *Le Cœur a ses raisons* pour la sixième saison.
Hugues Demastre est également connu pour son activisme en faveur des droits LGBTQ+ et pour son combat contre la maladie de Parkinson, à laquelle il a été diagnostiqué en 2016.