Se inició en el fútbol en el club de su pueblo Complejo Deportivo Teniente Origone y luego pasó por Club Renato Cesarini, de Rosario En 2000 llegó a River Plate.
Disputó 52 partidos, en los cuales anotó un gol a Rosario Central en torneos locales.
[3] Durante este ciclo como jugador, conquistó cuatro Bundesligas, y otros importantes trofeos alemanes.
Dejó la titularidad en el equipo germano en la última parte del año 2010, siendo traspasado al por entonces multimillonario Málaga por € 3 millones.
Allí estuvo a las órdenes de su antiguo entrenador en River Plate, Manuel Pellegrini.
[12] Después de varios días que se rumoreaba su vuelta al club malagueño, o una posible llegada a la MLS con la nueva franquicia, el Atlanta United.
[14] Se entrenó con la albiceleste desde 2005, año en que asistió a la Copa Confederaciones pero no jugó.
Alejandro Sabella lo convocó para la selección Argentina para jugar las eliminatorias rumbo al Mundial de Brasil 2014 y fue titular en los dos primeros partidos de la eliminatoria para Brasil 2014, pero perdió el puesto tras el empate con Bolivia en Buenos Aires, y luego desapareció de las convocatorias.
[20] Demichelis regresó al Bayern Múnich en junio de 2019 para dirigir la categoría sub-19.
[25] Su debut se dio en diciembre en un amistoso en San Luis frente a Unión La Calera de Chile.
[26][27] El debut oficial se dio en 2023, luego de una pretemporada en Estados Unidos y tres partidos amistosos.
Se trataria del primer título oficial de Demichelis como entrenador.
[29]En la Copa Libertadores 2023, River empataría 3-3 con Internacional y cayó 9-8 en los penales quedándose en octavos de final.
[39][40][41] Demichelis mantiene una relación con la bailarina, modelo y vedette argentina Evangelina Anderson desde el año 2007.
Pese a haber sido reconocido por "Micho", Facundo no lleva su verdadero apellido.