Родился 4 ноября 1922 года в Харькове (Украина) в семье служащего. Окончил 10 классов с золотой медалью.

В ВМФ с ноября 1940 года. В 1941 году окончил Военно-морское авиационное училище имени С.А. Леваневского в городе Николаеве. Был назначен штурманом в 4-й минно-торпедный полк Тихоокеанского флота.

В боях Великой Отечественной войны с февраля 1944 года. Воевал в составе 51-го и 1-го гвардейского минно-торпедных авиаполков. Летал на "Бостоне" вместе с командиром экипажа Александром Гергиевым. За годы войны экипаж Гергиева-Демидова совершил 106 боевых вылетов. На их боевом счету 6 потопленных транспортов противника общим водоизмещением 27 500 т, подводная лодка и несколько поврежденных транспортов и кораблей.

Звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" Демидову Ростиславу Сергеевичу присвоено 6 марта 1945 года.

В 1951 году окончил Военно-воздушную академию, после чего работал старшим преподавателем кафедры боевого применения оружия в этой академии. С 1964 года начальник кафедры штурманской службы и применения авиационного оружия Военно-морской академии, доктор военно-морских наук. С 1983 года полковник Демидов — в отставке. С 1983 по 1991 г. был профессором кафедры безопасности в Московском институте инженеров гражданской авиации.

Награжден орденом Ленина, 3 орденами Красного Знамени, орденами Отечественной войны 1 степени, Красной Звезды, "За службу Родине в ВС СССР" 3 степени, медалями.