Баща ѝ е европейки шампион за юноши на 400 метра бягане с препятствия (1981). Майка ѝ Валя е част от българската щафета 4 х100 метра, която се класира 4-та на Световното първенство по лека атлетика в Рим през 1987 г. и 5-та на Олимпийските игри в Сеул през 1988 г.

Началните си стъпки в леката атлетика Мирела прави в ранна детска възраст. Пръв неин треньор в дисциплината висок скок е Антон Бонов, след него се подготвя при Румяна Ценова, а след това и при Любомир Запрянов.

От 2004 г. Демирева се подготвя при треньорката в скок на височина Лиляна Видева. През 2005 в Пловдив тя скача 1,73 см.

На летните олимпийски игри през 2016 г. в Рио де Жанейро печели сребърен медал с резултат 1,97 метра. Двукратна европейска вицешампионка (2016, 2018), шампионка на Балканското първенство (2018) и Диамантената лига (Рабат, 2018) [2], балканска шампионка младша възраст (2006). Петкратна шампионка на България (2007, 2008, 2011, 2013, 2014). Двукратна шампионка на България в зала (2008, 2009). Най-добрият ѝ личен резултат е 200 см.