Фамилия Деменьшин образована от просторечной формы крестильного имени Дементий. В основе лежит имя Деменьша — так в быту, особенно в северных и центральных губерниях России, называли Дементия. Само имя Дементий восходит к латинскому domo, что значит «укрощать», поэтому имя нередко толкуют как «укротитель», «смиритель». Фамилия строится по типичной восточнославянской модели: к основе на -а (Деменьша) добавляется притяжательный суффикс -ин, указывающий на принадлежность: «чей?» — Деменьшин, то есть сын или потомок Деменьши. Этот суффикс характерен для фамилий, образованных от имён и прозвищ, оканчивающихся на -а или -я, и встречается реже, чем патронимический -ов/-ев, что делает фамилию Деменьшин более редкой по словообразовательному типу. В документах фамилия могла фиксироваться с разным ударением — на первый или второй слог, что зависело от местного говора. Встречаются и однокоренные варианты: Дементьев, Деменшин, Демин — все они восходят к тому же корню, но через разные формы имени. Таким образом, предок носителя фамилии Деменьшин был человеком по имени Деменьша, а сама фамилия — живое напоминание о народном произношении церковного имени.