Фамилия Демашин — типичный пример «полуотчества», образованного от обиходной формы крестильного имени. В её основе лежит имя Демаша, которое было уменьшительно-ласкательным вариантом сразу для нескольких церковных имён. Чаще всего так в быту называли Дементия (от латинского «укрощающий»), но могли и Демида («свет божий» по-гречески), и Демьяна («покоритель»). Такая многозначность — обычное дело для русских фамилий: прозвищная форма не всегда строго привязана к одному полному имени.

Модель образования проста и прозрачна: суффикс -ин указывает на принадлежность. Демашин буквально значит «сын Демаши» или «человек из рода Демаши». Это одна из самых распространённых словообразовательных схем в русской антропонимии, наряду с фамилиями на -ов/-ев. Кстати, в некоторых говорах имя Демаша могло звучать как Демаха — отсюда родственные фамилии Демахин и Демаков.

Географически фамилия тяготеет к центральным и северным областям России. В писцовых книгах XVI–XVII веков встречаются крестьяне с прозвищем Демаша, но в качестве фамилии она закрепилась позже, когда потомки этих людей осели и передали прозвание по наследству. Точную дату и место возникновения назвать нельзя — процесс шёл неравномерно, и в разных уездах фамилия оформлялась в разное время.

Есть и альтернативная, менее вероятная версия: от прозвища Демаша, данного по внешности или характеру (например, от диалектного «дема» — тихоня). Но большинство исследователей склоняются к имени как основе, потому что прозвищ с таким корнем в исторических источниках почти не зафиксировано.

В итоге Демашины — это потомки человека, которого в кругу семьи или соседей звали Демашей. Фамилия не редкая, но и не массовая; она сохранила в себе живую народную форму имени, которая почти вышла из употребления.