Фамилия Деменский — одна из тех, что образованы от личного имени, но с неочевидной на первый взгляд основой. В её центре — имя Дементий, которое, в свою очередь, является народной формой церковного имени Демид (Диомид). С греческого Διομήδης (Diomēdēs) оно переводится как «божественная власть» или «мысль Зевса» — имя было популярно в среде духовенства и крестьянства.

Суффикс -ский указывает на то, что фамилия сформировалась по польско-украинской или дворянской модели. В отличие от массовых фамилий на -ов/-ин, которые образовывались от отчества напрямую («чей сын?»), фамилии на -ский чаще означали принадлежность к местности или роду. В случае с Деменским возможны два пути: либо предок носил прозвище Деменский (от названия села или поместья), либо фамилия возникла как семинарская — искусственное образование, которое давали ученикам духовных училищ по имени отца или наставника (вместо привычной фамилии на -ов).

Географически фамилия Деменский тяготеет к западным и южным регионам бывшей Российской империи — Беларуси, Украине, югу России. Встречается она нечасто, и это делает её ценной для тех, кто ищет свои корни: чем реже фамилия, тем точнее можно привязать её к конкретной местности. В польских и белорусских метриках XVIII–XIX веков фигурируют Деменские, записанные как шляхта и как крестьяне, что говорит о разном социальном происхождении.

Процесс формирования фамилий был длительным, и окончательно говорить о точном месте и времени возникновения рода Деменских можно лишь на основании глубоких генеалогических изысканий. Однако уже сейчас ясно, что основа фамилии — не прозвище, не ремесло, а личное имя Дементий, и носитель такой фамилии с большой вероятностью происходит от человека, которого в обиходе звали именно так.