S-a născut la Râmnicu Vâlcea într-o familie de negustori. După terminarea liceului la Râmnicu Vâlcea, „Bibanul” (poreclă primită în liceu) a trebuit să aleagă între sportul de performanţă şi actorie. El a obţinut chiar o stea de aur, la un campionat de amatori, la Râmnicu Vâlcea; a luptat în ring la categoria mijlocie. A debutat ca amator la vârsta de 17 ani, la un bal organizat de fanfara gării.
În 1956 a câştigat premiul I pentru interpretare cu piesa Steaguri pe turnuri (îl interpreta pe „banditul” Rijikov), la un concurs pentru tineri actori. A fost remarcat de Sică Alexandrescu; practic acesta a fost debutul carierei sale.
A fost prieten cu Ion Cojar şi Liviu Ciulei; cu ultimul a colaborat pentru Farfuridi din „O scrisoarea pierdută”, unde a avut colegi de excepţie: Rodica Tapalagă, Petre Gheorghiu, Ştefan Bănică, Mircea Diaconu, Octavian Cotescu, Cioranu şi Ciulei însuşi. Liviu Ciulei l-a numit „Un actor de geniu”.
Dem Rădulescu a fost unul dintre marii actori de comedie români de teatru, film şi televiziune, profesor la Universitatea Naţională de Artă Teatrală şi Cinematografică „I. L. Caragiale” din Bucureşti.
A fost casatorit cu actrita Paula Radulescu, de care mai apoi a divortat, casatorindu-se cu eleva sa de la I.A.T.C., actrita Adriana Schiopu, urmasa lor fiind Irina Radulescu.
S-a stins din viaţă în Bucureşti, la 17 septembrie 2000.
A fost distins cu Ordinul Meritul Cultural clasa a IV-a (1967) „pentru merite deosebite în domeniul artei dramatice”.
Dem Rădulescu a fost recompensat post-mortem cu titlul de cetățean de onoare al municipiului Râmnicu Vâlcea.