Из того "свердловского десанта" в ГИТИС поступило всего семь человек. Среди этих счастливчиков был и Демьяненко. На экзамене он играл диалог Счастливцева с Несчастливцевым из "Леса" А. Островского. Как вспоминает сам актер: "Очки снял - и читал сразу за двоих. Стихи, кажется, даже не спросили. То есть сразу шел на острохарактерного артиста..."

В 1957 году скромного студента Демьяненко приметили режиссеры с "Мосфильма" Александр Алов и Владимир Наумов, которые готовились к съемкам заключительной части своей трилогии (до этого вышли: "Тревожная молодость" и "Павел Корчагин") под названием "Ветер". Демьяненко в нем предстояло сыграть застенчивого интеллигентного юношу Митю. Дебют удался, так как уже через год его пригласили в новую картину - режиссер Николай Досталь снимал фильм "Все начинается с дороги" и предложил Демьяненко роль Генки. В процессе работы над картиной Досталь трагически погиб в автокатастрофе (по одной из версий, покончил с собой), и фильм завершил Вилен Азаров.

В 1959 году Демьяненко закончил институт (на дипломе играл судебного пристава в "Тартюфе") и был приглашен режиссером Андреем Гончаровым в Театр имени Маяковского. Предложение это он принял с радостью, поскольку не каждому выпускнику выпадало счастье остаться и работать в Москве. В том же году он снялся в небольшой роли в комедии Г. Липшица "Катя-Катюша".

1960 год можно назвать переломным в актерской и личной судьбе Демьяненко. Во-первых, именно тогда он снялся в одной из лучших своих "серьезных" картин и, во-вторых, перебрался жить в Ленинград.

За несколько месяцев работы в Театре имени Маяковского Демьяненко так и не сумел обрасти серьезными ролями и откровенно скучал. Поэтому когда хорошо знакомые ему режиссеры Алов и Наумов предложили ему сняться в очередной своей картине, Александр согласился не раздумывая, тем более что ему предложили одну из главных ролей - младший лейтенант Ивлев в фильме "Мир входящему".