Adel Djemai choisit la méthode Stanislavski Strasberg pour amorcer sa formation d'acteur. Deux ans plus tard, il entre au Conservatoire d'art dramatique du 20ème arrondissement de Paris, où il restera deux ans et termine sa formation en intégrant Le Studio-Théâtre d'Asnières.

Après quelques expériences dans des courts-métrages et à la télévision, Adel Djemai semble décidément affectionner l'exercice des planches. On le retrouve dans la distribution de la pièce Les Cartes du Pouvoir, dans une mise en scène de Ladislas Chollat, aux côtés de Raphaël Personnaz et Thierry Frémont au Théâtre Hébertot en 2014, puis en tournée en 2015. Il aborde ensuite un genre très différent en 2016 en participant au succès exceptionnel de la pièce Djihad, le fameux spectacle d'Ismaël Saïdi, cette tragi-comédie sur le parcours tumultueux de trois jeunes Bruxellois en partance pour "faire le djihad" en Syrie. Il poursuit son parcours théâtral en jouant dans Douze Hommes en Colère de Réginald Rose mis en scène par Charles Tordjman, succès du Théâtre Hébertôt depuis près de six ans. Plus récemment il a joué sous la direction de Daniel Benoin, la pièce Disgraced d'Ayad Akhtar au Théâtre d'Antibes, aux côtés de Sami Bouajila et Alice Pol.

A la télévision, Adel Djemai a joué notamment dans la série Douze Points, dans laquelle il tenait le rôle principal, une comédie déjantée sur l’Eurovision en Israël, réalisée par Daniel Syrkin. Le public l'aperçoit ensuite dans Croisement Gaza - Bvd Saint Germain de Jacques Ouaniche sur OCS et dans la série Détox de Marie Jardillier sur Netflix. Il donne ensuite la réplique à Jean-Paul Rouve et Guillaume Gouix dans Polar Park, un thriller réalisé par Gérald Hustache-Mathieu pour Arte.