Среди участников Великой Отечественной войны Демченко Семен Митрофанович удостоен высшей солдатской награды - ордена Славы I, II, III степени.   

Первое боевое крещение Семен Митрофанович получил в конце июля 1943 года. В деревне Буки партизанский отряд, в котором находился Демченко, разгромил полицейскую управу, отомстив за предательское убийство двух товарищей. Под ногами оккупантов горела земля, хозяевами родных лесов оставались советские люди.

На его счету - дерзкие разведки по обнаружению засад и укрытий противника. Так, в боях по ликвидации Ясско-Кишиневской группировки врага Семен Митрофанович вместе со своим отделением дважды форсировал реку Нейсе. И оба раза разведчики переправлялись первыми. Перед ними стояла ответственная задача - разведать брод для наших войск. Целый день под вражеским огнем разведчики укрывались на противоположном берегу реки. Ждали наступления своих, однако их первый бросок противник сумел приостановить. 

Пришлось возвращаться обратно. Отделение под командованием С.М. Демченко вторично вновь форсировало Нейсе. Осколками разорвавшейся мины пробило лодку. Солдаты преодолели реку вплавь, и перетащили на берег трос. Под прикрытием ураганного огня нашей артиллерии слаженно навели переправу. На этот раз удар наших войск был сокрушительным. 

В районе деревень Зейхау и Вильмансдорф гитлеровцы занимали выгодный рубеж - их передний край вклинился в расположение наших частей. С господствующей над местностью высоты на большую глубину они просматривали и губительно простреливали тылы. Командование поставило боевую задачу: захватить высоту. С.М. Демченко с двумя бойцами отделения - Покатиловым и Чистовым - отправился в разведку. В находившемся рядом молодом лесу опытные бойцы обнаружили дальнобойные немецкие орудия - враг приготовил засаду для советских танков. Для противника же главным было сохранить ее в секрете. На обратном пути в окопчике, у подножия высоты, разведчики взяли в плен двух немецких солдат. А утром перед наступлением по засекреченной батарее врага ударили «катюши»... 8 мая 1945 года разведгруппа из шести человек, под командованием С.М. Демченко, возвращаясь после удачно проведенной вылазки, наткнулась на укрывшиеся немецкие танки и была вынуждена вступить в схватку с бронированными машинами. В этом бою Демченко был ранен и весть о Победе встретил в госпитале, не подозревая, что представлен к высокой награде. 

По данным архива Министерства обороны Российской Федерации, Демченко Семен Митрофанович в Красной Армии и в боях Великой Отечественной войны - с января 1944г.

Командир отделения 656-го стрелкового полка (116-я стрелковая дивизия, 52-я армия, 2-й Украинский фронт) младший сержант Демченко 20.8.1944г. в рукопашном бою у ст. Чиуря, 5 км. южнее г.Яссы (Румыния), уничтожил 7 вражеских солдат, гранатами подбил автомашину с 4 гитлеровцами. Во главе отделения атаковал артиллерийскую батарею противника, мешавшую продвижению стрелковых подразделений. 25.9.1944г. награжден орденом Славы 3 степени.

16.02.1945г., действуя в составе того же полка, дивизия и армии (1-й Украинский фронт), в бою под населенным пунктом Яуер, 17 км. южнее г.Лигниц (г.Легница, Польша), добыл со своими подчиненными ценные сведения о силах и средствах противника, способствуя захвату населенного пункта. Лично сразил из автомата 5 гитлеровцев. 2.4.1945г. награжден орденом Славы 2 степени [хотя представлялся к награждению орденом Красной Звезды].

16.3.1945г. с двумя бойцами проводил разведку в районе населенного пункта Рауша, 35 км. северо-восточнее г.Гёрлиц (Германия), уничтожил гранатами 2 пулеметные точки, взял в плен 2 гитлеровцев. 9.5.1945г. награжден орденом Славы 2 степени, 23.9.1969г. перенагражден орденом Славы 1 степени.

В 1946г. демобилизован. Работал кузнецом в совхозе "Победитель" в пос. Первомайский ныне Мариинского р-на Кемеровской обл.

Награжден медалями.

В 2013 году властями Куйбышевского района, что в Запорожской области Украины, Демченко Семену Митрофановичу был установлен бронзовый памятник.

В его честь названа одна из улиц г. Мариинска Кемеровской области.