За отличие, проявленных в боях, произведен в полковники. Командирован на службу в Оренбургскую губернию. В ноябре 1773 комендант крепости Верхнеозерной. Имея в распоряжении малочисленный гарнизон и испытывая недостаток боеприпасов, организовал успешную оборону крепости от отрядов Е. И. Пугачёва. Гарнизон под командованием Д. отбил атаку отряда Хлопу-ши.
После подавления восстания Д. был направлен командовать Троицкой пограничной дистанцией, где провел большую работу по инженерному укреплению крепостей и организации пограничной и внутренней службы на линии.
В декабре 1776 года Демарин выкупил у вдовы, помещицы Черемисиновой «сельцо Кабанское, Агафьино тож», около 5000 га земли, в том числе 1700 га бора, снабдил крестьян инструментом, зимой всех загнал н заготовку леса, с наступлением весны на новом месте, на другом берегу реки начал строительство нового села, сам распланировав его. Пьяниц и бездельников, кто не хотел для себя строить, отправил в солдаты. Всех крепостных отпустил на волю, следующую осень жители встречали в теплых, добротных собственных домах. О нем до сих пор рассказывают легенды.
В 1865 году – после отмены крепостного права крестьяне обратились к властям с коллективным прошением об увековечении памяти Отто Христофоровича и переименовании села в Демарино (ныне Пластовский район), а Кабано-Карагайского бора в Демаринский бор, что и было исполнено
