Фамилия Демчило звучит необычно для русского уха, и это не случайно. Её основа и суффикс указывают на украинское или белорусское происхождение. В отличие от великорусских фамилий на -ов/-ев или -ин, модель на -ило (как Павло, Михайло, Демчило) типична для западнорусских земель. Такой суффикс часто образовывал прозвища или уменьшительные формы от имён.

В основе фамилии лежит каноническое имя Дементий (от латинского «укротитель»). В народной речи оно сократилось до Дема, Демко, а форма Демчило — это уже ласкательный или пренебрежительный вариант с суффиксом -ил(о), характерным для украинского и польского языков. То есть Демчило — это «маленький Дема» или «Демка», но не в значении ребёнка, а как прозвище взрослого человека, которое со временем закрепилось за его потомками.

Ударение, скорее всего, падает на второй слог — Демчи́ло, хотя в некоторых говорах возможен вариант на первый. Встречается фамилия преимущественно на западе Украины, в Беларуси и в приграничных областях России (Брянская, Смоленская). В дореволюционных переписях носители Демчило чаще всего значились крестьянами или мещанами, без дворянского корня.

Редкость фамилии объясняется тем, что форма на -ило не стала массовой в русской ономастике, в отличие от, скажем, фамилий на -енко. Если сравнивать с однокоренными — Демин, Демченко, Демчук, — то Демчило стоит особняком как более архаичная и регионально окрашенная модель. В современных базах данных фамилия встречается единично, что подтверждает её локальный характер.