Родился 27 декабря 1928 года в г. Николаев, УССР.
В 1962 году закончил художественно-постановочный факультет ВГИКа.
Первые работы в фильмах Ричарда Викторова («Третья ракета» по Василю Быкову, совместно с Евгением Игнатьевым) и Виктора Турова(«Через кладбище») оказались фестивальными.
«Саша-Сашенька», созданная в содружестве с режиссером Виталием Четвериковым, оказалась востребованной.
Долгое творческое содружество с Игорем Добролюбовым («Иван Макарович», «Братушка») и Михаилом Пташуком («Знак беды», «В августе 44-го») также привело к наградам на международных фестивалях.
Одной из самых любимых работ Дементьева в поздние годы была экранизация прозы Бунина «Несрочная весна», над которой он вместе с режиссером-постановщиком Владимиром Толкачиковым работал в 1989 году. Фильм был признан лучшим фильмом года, Дементьев — лучшим художником.
Заслуженный деятель искусств БССР (1979 год).
Член КПСС с 1947 года.
Премия Ленинского коммунистического союза молодежи Беларуси за фильм «Иван Макарович»(1970 год).
Государственная премия СССР за участие в телесериале «Отцы и дети» (экранизация романа Ивана Тургенева, режиссер Вячеслав Никифоров).
