Фамилия Демарев — одна из тех, где привычный глазу суффикс -ев обманчив. На первый взгляд кажется, что перед нами типичная «отчество» от имени Демар (Демарь), но на деле корень почти наверняка уходит в греческое имя Димитрий, которое в народной русской речи дало десятки сокращённых форм: Дема, Демка, Дёма, Деманя. От них и пошли фамилии Дёмин, Демин, Демаков, Деманов, а Демарев — тот же ряд, только с другим суффиксом.

Модель образования проста: основа Демарь (разговорный вариант от Демара или Демар) плюс притяжательный суффикс -ев, который отвечает на вопрос «чей?». Буквально: сын Демаря. Суффикс -арь в русских именах и прозвищах встречается нечасто, но он есть — например, Косарь (от косить), Гусарь (от гусар). В случае с Демарем это, скорее всего, не прозвище по профессии, а просто фонетическое оформление личного имени: Димитрий → Демарь, по аналогии с Иван → Иварь (редко, но бывало в говорах).

Географически фамилия редкая, с заметным пятном в бывшей Области Войска Донского и на юге России. В дореволюционных метрических книгах Демаревы встречаются среди казаков и государственных крестьян — то есть сословно это не дворяне, а люди служилые или земледельческие. Ударение, судя по говорам, падает на второй слог: Дема́рев, хотя в современном быту можно услышать и на первый.

Спорных версий здесь почти нет. Иногда Демареву приписывают тюркский корень (от «демер» — железо), но это натяжка: фамилия уверенно ложится на славянскую антропонимическую модель, и привлекать иноязычную этимологию без документальных подтверждений нет смысла. Однокоренные фамилии — Демаров, Демарин, Демарчук (украинская) — все идут от того же Демара/Демаря.

Итог: предок носителя фамилии Демарев, скорее всего, звался Демарь (производное от Димитрий), жил на юге России и принадлежал к казачьему или крестьянскому сословию. Фамилия сохранила редкую для русского ономастикона форму на -арь, что и делает её узнаваемой.