Academicianul Gheorghe Demetrescu s-a născut pe 21 ianuarie 1885, la Bucureşti.
A absolvit Secția de Matematică a Facultății de Științe din București, apoi a urmat o specializare în astronomie la Paris. După revenirea în țară, a participat la instalarea marelui ecuatorial fotografic și a lunetei meridiane ale Observatorului Astronomic din București.
A fost astronom la Observatorul Astronomic din Bucureşti, stagiar la Observatorul Astronomic din Paris, profesor de astronomie la Universitatea din Cluj, prim-astronom şi vicedirector al Observatorului Astronomic din Bucureşti, director al Observatorului Astronomic din Bucureşti şi profesor de astronomie şi seismologie la Universitatea din Bucureşti. În 1962 a fost numit profesor emerit.
În perioada 1916-1918, din însărcinarea Misiunii Militare Franceze, a organizat, pentru nevoile armatei, un serviciu meteorologic.
Gheorghe Demetrescu a stabilit metode de determinare a calităţii instrumentelor astronomice, a elementelor unei eclipse, a hipocentrului unui cutremur ş.a. A descoperit mai multe stele variabile, cărora le-a stabilit curba de lumină, a studiat protuberanţele şi coroana inferioară a Soarelui cu ocazia eclipsei totale din 17 aprilie 1912, a participat la instalarea şi reglarea lunetei Gauthier-Prin la Observatorul din Bucureşti (1924-1926), a realizat cel dintâi catalog stelar, care cuprinde 212 stele variabile, şi a avut contribuţii substanţiale la întocmirea catalogului de stele slabe (1954). Lui i se datorează descoperirea asteroidului nr. 1188, denumit ulterior "Terentia".
În 1935 a creat, la Observatorul Astronomic din Bucureşti, o secţie seismologică. De asemenea, din iniţiativa sa, a fost înfiinţată pe tot teritoriul României prima reţea de staţii seismice: la Focşani, Bacău, Câmpulung, Iaşi şi Vrâncioaia. A stabilit fundamentele existenţei focarelor seismice de profunzime mare şi a atribuit focarului seismic din Vrancea profunzimea de 150 km.
A publicat numeroase studii privind rezultatele cercetărilor sale, precum "Instrucţiuni practice de meteorologie. Table pentru reducerea observaţiilor" (1917), "Organizarea unui serviciu seismologic în România" (1934), "În jurul cutremurului de la 10 noiembrie 1940" (1941), "Elemente de dinamică stelară" (1967, în colaborare), "Galaxii în Univers" (1967, în colaborare) etc.
A fost preşedintele Comitetului Naţional Român de Geodezie şi Geofizică şi al Consiliului Naţional Român de Astronomie, dar și membru al Academiei Române
A încetat din viaţă pe 15 iulie 1969, la Bucureşti.