Фамилия Демчинские — типичный пример того, как украинская модель фамилии на -ский вобрала в себя народное имя и указание на местность. В основе лежит имя Демча, которое на Украине и в Беларуси было обиходной формой двух церковных имён: Дементий (от латинского Domitius, «приручённый») и Демид (греческое Диомид, «божественная власть»). Имя Демча звучало проще и короче, чем полные варианты, поэтому его часто давали детям в крестьянских и казачьих семьях. От него через суффикс -ин- образовалось притяжательное прилагательное Демчин («чей?» — Демчин сын), а уже от него — фамилия Демчинский, которая первоначально означала «выходец из владений Демчи» или «потомок Демчи».

Суффикс -ский в этой фамилии не случайность. В XIV–XVI веках на землях Речи Посполитой, куда входили украинские и белорусские территории, фамилии на -ский активно перенимали у шляхты: они указывали на принадлежность к месту (селу или усадьбе). Поэтому Демчинские, скорее всего, не были знатным родом, а получили фамилию по названию хутора или деревни, где жили — например, Демчино или Демчин. В польской и украинской ономастике такие фамилии называют «топонимическими»: они фиксировали, откуда человек родом, и помогали отличать одного Демчу от другого.

Отдельного внимания заслуживает чередование г/ж в корне (Демча — Демчин). Это типичное для славянских языков явление: при добавлении суффикса -ин- звук [ч] остаётся без изменений, а вот в формах типа Демежко или Демежинский встречается вариант с [ж]. Фамилия Демчинский такой замены не претерпела, что говорит о её относительно позднем оформлении — уже после того, как чередования перестали быть живым процессом в разговорной речи.

Встречается фамилия в основном на западе Украины, в Подолье и на Волыни, а также среди потомков переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке. В польских метриках XVIII–XIX веков попадаются записи о Демчинских как о мелкой шляхте или свободных крестьянах — «чиншевиках», арендовавших землю. В Российской империи после разделов Польши часть носителей фамилии оказалась в списках мещан и купцов, но дворянских гербов у Демчинских, судя по «Общему гербовнику», не было.

Точное время возникновения фамилии установить сложно. Первые письменные упоминания о людях с корнем Демч- встречаются в актах XVI века, но сама фамилия в форме Демчинский, вероятно, закрепилась не раньше XVII столетия — когда фамилии на -ский перестали быть привилегией знати и распространились среди простых людей.