Фамилия Деменева (и её вариант Деменёва) образована от просторечной формы крестильного имени Дементий — Демень или Дема. Само имя Дементий имеет латинские корни: оно восходит к слову domo, что значит «укрощать». Таким образом, в основе фамилии лежит не прозвище, а каноническое христианское имя, которое в быту сократили до более короткого и удобного для повседневного общения.

Словообразовательная модель здесь классическая: суффикс -ев присоединялся к основе, оканчивающейся на мягкий согласный (Демень → Деменев), а окончание -а указывает на женскую форму или принадлежность роду. В русской традиции фамилии на -ев чаще всего носили крестьяне и мещане — люди, чьи предки не принадлежали к высшим сословиям. Скорее всего, основатель рода Деменёвых был выходцем из рабочей или крестьянской среды, где имена вроде Демень, Дема были распространены как повседневные варианты церковных имён.

Интересно, что фамилия Деменева встречается не только в центральной России, но и в северных регионах, особенно в Архангельской и Вологодской областях. Там форма Демень могла закрепиться как самостоятельное имя, минуя полный вариант Дементий. Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Дементьев, Демин, Демьянов, — то Деменева оказывается менее частотной, что делает её более локальной и привязанной к определённой диалектной среде.

В написании фамилии встречаются колебания: Деменева и Деменёва. Буква «ё» в суффиксе — не случайность, а отражение живого произношения, которое в некоторых говорах сохраняло ударный звук [о] после мягкого согласного. В документах XIX века можно встретить оба варианта, но в современном русском языке нормативным считается написание через «е», если ударение не фиксируется строго.