W 1962 roku wystartował na mistrzostwach świata w Zakopanem zajmując 22. miejsce w biegu na 30 km. Największy sukces w swojej karierze osiągnął na mistrzostwach świata w Oslo w 1966 roku, gdzie zdobył brązowy medal w biegu na 30 km. Wyprzedzili go jedynie dwaj Finowie: zwycięzca Eero Mäntyranta oraz drugi na mecie Kalevi Laurila. Na tych samych mistrzostwach był także dziewiąty w biegu na 15 km. Cztery lata później, na mistrzostwach w Wysokich Tatrach zajął między innymi szóste miejsce w biegu na 30 oraz siódme na 50 km. Mistrzostwa świata w Falun w 1974 roku były ostatnimi w jego karierze. W swoim najlepszym starcie, w biegu na 15 km zajął 18. miejsce.
Demel był ponadto czterdziestokrotnym mistrzem RFN, z czego 26 tytułów wywalczył indywidualnie.
Osiągnięcia Igrzyska olimpijskie 50px Miejsce Dzień Rok Miejscowość Konkurencja Czas biegu Strata Zwycięzca10.30 stycznia1964 Innsbruck30 km stylem klasycznym1:30:50,7 +2:19,5 Eero Mäntyranta22.2 lutego1964 Innsbruck15 km stylem klasycznym50:54,1 +3:42,9 Eero Mäntyranta7.8 lutego1964 InnsbruckSztafeta 4 × 10 kmSkład drużyny: Heinz Seidel, Helmut Weidlich, Enno Röder, Walter Demel2:18:34,6 +7:59,8 9.7 lutego1968 Grenoble30 km stylem klasycznym1:35:39,2 +2:10,0 Franco Nones12.10 lutego1968 Grenoble15 km stylem klasycznym47:54,2 +2:44,2 Harald Grønningen8.14 lutego1968