Deméntieva jugó y ganó su primer torneo internacional, Les Petit As, en Francia, a la edad de 13 años. En 1997 ingresó entre las mejores 500 jugadoras de la WTA. Se convirtió en profesional en 1998 y alcanzó al Top 100 en el 1999.

Ese año representó a Rusia en la final de la Fed Cup frente a Estados Unidos, obteniendo el único punto de su equipo tras vencer a Venus Williams. En 1999 también fue el primer año en el que participó en un torneo de Grand Slam, alcanzando la segunda ronda en el Abierto de Australia y Roland Garros y la tercera en el US Open.

Adicionalmente a las 3 finales alcanzadas (2 de ellas en eventos "Tier 1"), llegaría por primera vez a cuartos de final en la hierba de Wimbledon (derrotada por Sharapova) y repetiría el logro en el Abierto de Estados Unidos, alcanzando por tercer año consecutivo los cuartos de final, previo a caer ante Jelena Jankovic.

El 2007 lo inicia de manera promisoria alcanzado la 4ta ronda del Australian Open y las Semifinales del Toray Pan Pacific Open, sin embargo una lesión la mantendría fuera de temporada por cerca de 9 semanas, a su regreso venció en el torneo de Estambul y parecía que había recuperado su nivel, sin embargo no contó con suerte ni en Roland Garros ni en Wimbledon, lo que la llevaron a salir del Top Ten en junio por primera vez en 4 años, enferma, tampoco tuvo suerte en el verano americano y tuvo que esperar hasta el torneo de su pais la Kremlin Cup, para poder demostrar su nivel, ahi venció de manera categórica a Serena Williams por 5/7 6/1 6/1, para así llevarse el torneo de casa por primera vez, su segundo Tier I y retornar al Top Ten, sin embargo una semana después una recaida de la lesión sufrida a principio de año, la llevó a retirarse del torneo de Zurich en Suiza, y perder los puntos que la mantenían en el Top Ten y así perder toda posibilidad de meterse en el selecto grupo que participa en el torneo final de la WTA, el Master Femenino, donde se había estando clasificando en los ultimos 7 años.

 

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