De in Duitsland geboren Turkse jeugdinternational doorliep zijn jeugdopleiding bij SG Wattenscheid 09 en de aartsrivalen Borussia Dortmund en Schalke 04. Na een seizoen in het tweede elftal van Borussia Dortmund koos Demirbay voor een overstap naar een andere Duitse club, Hamburger SV.
Een succes werd zijn dienstverband bij Die Rothosen tot op heden echter niet. Bij 1. FC Kaiserslautern hoopt Demirbay zijn profcarrière nieuw leven in te blazen.