Lisans eğitimini 2006 yılında Gazi Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Sınıf Öğretmenliği Bölümünde tamamlamıştır. Gazi Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Temel Eğitim Bölümü, Sınıf Eğitimi Anabilim Dalında 2007-2010 yılları arasında yüksek lisans derecesini, 2010- 2014 yılları arasında ise doktora derecesini almıştır. 2007 ve 2014 yılları arasında Gazi Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Temel Eğitim Bölümü, Sınıf Eğitimi Anabilim Dalı'nda araştırma görevlisi olarak çalışmıştır. 2015 yılından bu yana Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Temel Eğitim Bölümü, Sınıf Eğitimi Anabilim Dalı'nda öğretim üyesi olarak görev yapmaktadır. 2023-2024 yılları arasında University of Delaware College of Education'da misafir araştırmacı olarak bulunmuştur.
Demet Şahin Kalyon fen eğitimi, bilişsel stiller, argüman yapıları, argümantasyon, yaratıcı drama, bilimin doğası alanlarında çalışmakta olup bu konularla ilgili ulusal ve uluslararası yayınları bulunmaktadır ve farklı bilimsel projelerde araştırmacı ve eğitmen olarak yer almıştır.