Фамилия Деменин образована от имени Деменя — просторечной, бытовой формы крестильного имени Дементий. Само имя Дементий восходит к латинскому слову domo, что означает «укрощать», а в более широком смысле — «усмирять» или «обуздывать». Так что в основе фамилии лежит характеристика, данная предку: вероятно, его называли Деменей в кругу семьи или в сельской общине, а фамилия закрепилась за его потомками.

Словообразовательная модель здесь простая и типичная для русского Севера и центральных областей: суффикс -ин указывает на принадлежность. Деменин — это буквально «сын Демени» или «из семьи Демени». Такая форма характерна для фамилий, образованных от имён и прозвищ, оканчивающихся на -а или -я: Деменя → Деменин, так же как Гриша → Гришин, Фома → Фомин.

Интересная деталь: имя Дементий в народной среде часто звучало как Демен, а уменьшительные формы — Деменя, Демеха, Демушка. Именно от Демени и пошла фамилия Деменин. Встречается она преимущественно в исконно русских регионах — в Вологодской, Костромской, Архангельской областях, где такие патронимические фамилии на -ин особенно распространены.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Дементьев образована напрямую от полной формы имени Дементий, а Деменин — от более разговорного, «домашнего» варианта. Это показывает, что носители фамилии Деменин, скорее всего, происходили из крестьянской или мещанской среды, где в быту использовали уменьшительные имена, а не полные церковные формы.