Фамилия Деменчуков образована от производной формы крестильного имени Дементий. В переводе с латинского оно означает «укрощающий, усмиряющий». В основе фамилии лежит народная форма Деменя, которую в быту использовали вместо полного церковного имени. Суффикс -чук, характерный для украинского и белорусского ономастикона, указывает на сына или потомка: Деменчук — «сын Демени». Русское окончание -ов превратило это отчество в фамилию, которая закрепилась за родом.

Словообразовательная модель здесь двойная: сначала имя Дементий сократили до Демени, а затем добавили сначала украинский патронимический суффикс, а потом русский фамильный. Такое сочетание встречается нечасто и говорит о том, что предки Деменчуковых жили на пограничье русских и украинских земель, возможно, в нынешней Брянской, Курской или Воронежской областях, где смешивались языковые традиции.

Имя Дементий в старину давали нечасто, оно считалось редким. Поэтому и фамилия Деменчуков встречается реже, чем, скажем, Дементьев или Дементьевых. По сути, это отчество в третьем поколении, которое застыло в написании и передавалось по мужской линии. Предок-основатель, судя по прозвищной форме, был человеком простого звания — крестьянином или посадским, и в официальных бумагах его записывали как Деменчук, а уже потомкам добавили окончание -ов по русскому образцу.