Demetrio Paleólogo puede referirse a los siguientes personajes bizantinos:
- Demetrio Paleólogo (hijo de Andrónico II) (1295-1343), gobernador de Tesalónica.
- Demetrio Paleólogo (1407-1470), hijo de Manuel Paleólogo, déspota de Morea.
- Demetrio Paleólogo Cantacuceno (siglo XV), ministro.
