Фамилия Демденко звучит как типичная украинская фамилия, образованная по самой распространенной в Украине модели — с суффиксом -енко. Этот суффикс, изначально указывавший на сына или потомка, в XVII–XVIII веках закрепился в качестве родового имени у казаков, мещан и крестьян Левобережья, Слобожанщины и юга Украины.

Основа фамилии — Демда. Это разговорная, сокращенная форма крестильного имени Дементий (от латинского «укротитель»). В украинском и южнорусском быту имя Дементий часто «упрощали» до Демка, Дема, Демда, отсекая окончание. Следы такого словообразования видны в фамилиях Демченко, Дементьев, Демин — все они восходят к тому же корню, но Демденко отличается редким промежуточным вариантом основы. Скорее всего, в основе лежит форма Демда, где -д- могло возникнуть как вставной звук для удобства произношения (явление, известное в диалектах), либо как вариант написания, зафиксированный в документах.

Вероятнее всего, первый носитель фамилии был сыном человека по прозвищу или имени Демда. Фамилия не указывает напрямую на сословие или ремесло, но её географическая привязка — к украинским землям в границах Российской империи, где к концу XIX века фамилии на -енко уже стали массовыми. Демденко — довольно редкая фамилия, не входящая в сотни самых частых, но её носителей можно встретить в центральных и восточных областях Украины, а также в южных регионах России, куда переселялись украинские крестьяне в XIX — начале XX века.