Nacido hacia 1220, Demetrio era el hijo menor de Teodoro Comneno Ducas y María Petralifas.

[22]​ La posición de Nicea mejoró todavía más en 1246, cuando Vatatzés volvió a hacer campaña en Europa.

[22]​[24]​ Vatatzés luego pidió a Demetrio que se presentara ante su persona y demostrara su lealtad y sumisión, pero este último se negó; Demetrio había comenzado a sospechar de algunos de los conspiradores, pero lograron disipar sus preocupaciones.

[22]​ Demetrio fue enviado al exilio a la fortaleza de Lentiana en Bitinia, donde probablemente murió en una fecha desconocida.

[2]​[26]​ Su padre Teodoro, aislado y sin poder en su refugio en Vodena, aparentemente no se involucró en estos hechos.