Фамилия Дембо — один из тех случаев, когда звучание обманчиво. На первый взгляд она кажется короткой, почти иноязычной, и это впечатление недалеко от истины. В русском ономастиконе фамилия Дембо — не исконно славянская, а заимствованная, и её происхождение надёжнее всего связывать с еврейской традицией.

Основа фамилии — библейское имя Дов-Бер. В ашкеназской культуре сложилась двойная именная формула: к древнееврейскому имени (Дов — «медведь») добавляли его перевод на идиш (Бер — тоже «медведь»), чтобы имя было понятно в быту. От сокращённой формы этого двойного имени — Дембо (Дов-Бер → Дембо) — и пошла фамилия. Аналогичным образом образованы фамилии Добин, Беркович, Берлин. Таким образом, предок носителя фамилии Дембо, скорее всего, носил имя Дов-Бер.

Модель образования здесь — чисто фонетическая, без славянских суффиксов. Фамилия застыла в той форме, в которой её записал чиновник в метрической книге или на паспорте. Географически фамилия Дембо распространена среди еврейских общин Восточной Европы, особенно на территории бывшей черты оседлости (Польша, Украина, Беларусь, Литва). В Российской империи такие фамилии часто фиксировались в XIX веке в ходе обязательной паспортизации еврейского населения.

Встречается и альтернативная, менее вероятная версия: от названия польского города Дембно (Dębno). Но она не объясняет, почему фамилия закрепилась именно в еврейской среде, а не среди польской шляхты, у которой были бы типичные окончания -ский или -цкий. Версия с именем Дов-Бер и эволюцией в Дембо — основная и наиболее аргументированная в ономастических работах по еврейским фамилиям.

В дореволюционной России фамилия Дембо не даёт информации о сословии: её носителями были и ремесленники, и торговцы, и представители интеллигенции. Поскольку фамилия не имеет русского суффикса, она легко перешла в советские документы без изменений, и сегодня её можно встретить у людей, чьи предки жили в местечках Волыни или Подолии.