Генерал Краснов, как и многие офицеры царской армии, не принял большевистские лозунги и не признал советскую власть. Ему удалось сохранить свой корпус, который при поддержке экс-председателя Временного правительства и главкомверха Керенского, бежавшего из Петрограда, был пополнен поддерживающими Временное правительство войсками, развернут в армию и по приказу того же Керенского предпринял наступление на Петроград, чтобы уничтожить там большевистское правительство. Но под Пулково армия Краснова потерпела поражение и вынуждена была отступить к Гатчине, где попала в окружение большевистских войск и была нейтрализована. Но, несмотря на это, Краснову удалось без кровопролития вывести свою армию из Гатчины и отправить в Великие Луки, чтобы затем переправить ее на Дон к атаману Великого Войска Донского генералу А.М. Каледину. Однако пока в Великих Луках ждали эшелонов, вся армия Краснова самовольно разбежалась по домам. Остались только команда штаба 3-го Конного корпуса и небольшая часть офицеров из других частей. А когда эшелон подали и остатки красновской армии прибыли в Новочеркасск, который уже был занят большевистскими войсками, то на Дон красновцев не пропустили, а предложили им перейти на сторону Красной армии или разойтись по домам. И большинство казаков, в том числе и полковник Деменев, выбрали последнее — переоделись в гражданскую одежду и уехали домой. А генерал Краснов, тоже переодевшись в гражданскую одежду, под другой фамилией уехал на Дон, где после самоубийства генерала Каледина был избран атаманом Великого Войска Донского и создал из казаков, не признавших советскую власть, Донскую казачью армию, которая под командованием бывшего начальника штаба второй Сводной казачьей дивизии С.В. Денисова, ставшего к тому времени генералом, вместе с Добровольческой белой армией под командованием генералов А.И. Деникина, Л.Г. Корнилова и М.В. Алексеева, воевала против Красной армии и на корню уничтожала зарождавшуюся на Дону советскую власть.
Полковник Деменев, вернувшись в феврале 1918 года домой, вступил в красный отряд, который под командованием С.М. Буденного, постепенно преобразовываясь в эскадрон, полк, бригаду, дивизию, корпус, превратился в легендарную Первую конную армию, в составе которой Деменев на различных должностях, начиная от командира взвода и заканчивая командиром дивизии, провоевал всю Гражданскую войну.
Когда в России закончилась Гражданская война и были уничтожены основные группировки бандформирований, то в октябре 1923 года Первую конную армию расформировали, а Деменева направили учиться в академию Генерального штаба, по окончании которой он остался там преподавателем.
