Nonostante la brillante carriera, il Campionato Europeo UEFA Under 21 edizione 1979/80 resterà una pagina memorabile nella vita di Anatoli Demianenko. Il giocatore esordisce con maglia dell'FC Dnipro Dnipropetrovsk per poi passare all'FC Dynamo Kyiv nel 1979. Alla prima stagione a Kiev, Demianenko conquista il tiolo sovietico in quella che diventerà poi la capitale dell'Ucraina indipendente e presto arriva la convocazione in nazionale.

Protagonista nella qualificazioni giocate dall'Under 21, il giocatore diventa decisivo nelle fasi finali in cui l'URSS subisce una sola rete in sei gare della fase a eliminazione diretta contro Italia, Iugoslavia e Germania Est, conquistando il titolo a mani basse. "La vittoria del 1980 è indimenticabile - ha dichiarato di recente Demianenko -. Abbiamo capito di essere un osso duro per chiunque e quella convinzione ci ha condotto ad altri tironfi con la nazionale".

Dopo aver esordito con la rappresentativa maggiore l'anno dopo, Demianenko è protagonista assoluto. Nelle 80 presenze accumulate gioca in tre Coppe del Mondo FIFA e nel Campionato Europeo UEFA del 1988 arrivando in finale. Il centrale fa benissimo anche a livello di club, vincendo ancora quattro campionati e quattro Coppe dell'URSS, nonché la Coppa delle Coppe UEFA del 1986. Demianenko, che ha vestito anche la maglia dell'1. FC Magdeburg e dell'RTS Widzew Lodz, corona la sua carriera da calciatore tornando alla Dinamo e contribuendo al primo titolo dopo l'indipendenza dell'Ucraina per poi diventare allenatore.