Фамилия Демчуковы образована от имени Дементий. В основе лежит его краткая, обиходная форма — Дема. Такие сокращения были обычны в повседневной речи: полное церковное имя Дементий (от латинского «укротитель») в быту превращалось в Дему, а от него уже пошли фамилии.

Ключевая особенность этой фамилии — суффикс -чук. В русской ономастике этот суффикс традиционно указывает на западноукраинское или белорусское влияние. В отличие от великорусских фамилий на -ов (Демов, Дементьев), форма на -чук означает «маленький» или «потомок»: Демчук — буквально «сын Демы». Со временем к этой основе прирастили типичный русский фамильный суффикс -ов, что дало двойную модель: сначала западнославянское окончание, затем адаптация под общерусскую фамильную норму. Так появилась форма Демчуковы.

С точки зрения географии, фамилия Демчуковы — яркий пример миграции прозвищ. Она могла возникнуть на землях современной Украины или Беларуси, где суффикс -чук распространен, а затем, при переселении носителей в центральные или южные области России, фамилия «обрусела» добавлением -ов. Это делает её двойным памятником: и западнославянской традиции именования по отцу, и последующей ассимиляции в русской среде.

О точном времени появления фамилии говорить сложно: процесс шёл несколько столетий, с XV по XVIII век. Но ясно, что предки Демчуковых носили имя Дема, а сама фамилия закрепилась за их потомками в тот период, когда украинские и белорусские земли активно входили в состав Российского государства и их население смешивалось с великорусами.