Dēmostena tēva vārds arī bija Dēmostens, bet mātes vārds bija Kleobūle (Κλεοβούλη). Dēmostena vecāku vārdi minēti, piemēram, Bizantijas laika Sudas leksikonā (Σοῦδα, ap 10. gs.; šķirkļu numuri Adler D454–456). Plūtarhs atsaucas uz Dēmostena politisko oponentu Aishinu jeb Aishīnu (Αἰσχίνης), kurš norādīja, ka Dēmostena māte bija kāda nodevībā apsūdzēta vīra un barbaru sievietes meita, taču visnotaļ iespējams, ka šādas ziņas tika tīši izplatītas, lai kaitētu Dēmostenam. Dēmostena tēvs bija turīgs atēnietis, kuram piederēja nažu un zobenu kalēju darbnīca. Dēmostenam bija septiņi gadi, kad nomira viņa tēvs, atstājot dēlam lielu mantojumu, taču trīs dēla aizbildņi – Afobs (Ἄφοβος), Dēmofonts (Δημοφῶν) un Tēripids (Θηριππίδης) – to izšķērdēja. Dēmostens bija vārgs un slimīgs zēns, turklāt, kā norāda Plūtarhs, izsaimniekotā mantojuma dēļ varēja nesaņemt sev pienākušos izglītību. Par Dēmostena skolotāju tiek nosaukts Isajs (Ἰσαῖος). Dēmostenam būtu bijusi iespēja skoloties arī pie Isokrata (Ἰσοκράτης), taču tas būtu izmaksājis dārgāk (varēja būt arī citi iemesli, kas noteica Dēmostena izglītošanos pie Isaja). Kā iespējami Dēmostena skolotāji dažādos avotos (Plūtarha sarakstītajā biogrāfijā, kas, savukārt, atsaucas uz citiem avotiem, kā arī Lūkiāna (Λουκιανὸς ὁ Σαμοσατεύς) jeb Pseido Lūkiāna (Ψευδο-Λουκιανὸς) darbā “Dēmostena slavinājums” (Δημοσθένους ἐγκώμιον, 2. gs.)) tiek nosaukti arī filozofi Platons (Πλάτων), Aristotelis (Ἀριστοτέλης), Teofrasts (Θεόφραστος) un Ksenokrats (Ξενοκράτης). Iespējamā Dēmostena skološanās pie ievērojamiem domātājiem uzsver viņa interesi gan par filozofiju, gan pilsonisko atbildību, kas ir nozīmīgas Dēmostena vēlāk sarakstītajās politiskajās jeb padomu runās. Zīmīga ir Plūtarha sniegtā informācija, ka uz jauno Dēmostenu atstāja lielu iespaidu sengrieķu sofista un retoriķa Kallistrata (Καλλίστρατος) runa tiesā; šīs runas laikā Dēmostens pirmo reizi esot ieraudzījis lielo oratormākslas spēku.