Фамилия Дементиенко образована от крестильного имени Дементий, которое пришло в русскую традицию из латыни. В переводе с латинского оно означает «укрощающий, усмиряющий» — не самое распространённое значение для славянских имён, что сразу выделяет эту фамилию среди других отчеств.

Ключ к пониманию фамилии — в её суффиксе. Форма Дементиенко, а не, скажем, Дементьев, указывает на украинское или белорусское происхождение. Модель на -енко (вместо -ов/-ев) в XVII–XVIII веках была типична для казацкой старшины и мещанства Левобережной Украины. Буквально фамилия означает «сын Дементия», но не просто как родство, а как указание на принадлежность: «маленький Дементий» или «потомок Дементия».

Примечательно, что носители этой фамилии, судя по модели образования, скорее всего, не принадлежали к крестьянству. В украинской традиции суффикс -енко часто закреплялся за семьями, имевшими определённый социальный вес: казаками, священниками, зажиточными ремесленниками. Поэтому можно предположить, что основатель рода Дементиенко принадлежал к высшему сословию в своей общине — не обязательно дворянству, но к людям, чьё имя записывали в реестры и метрики с указанием отчества.

Редкость фамилии в том, что имя Дементий само по себе не было частым в быту. В народе его могли переделывать в Демьян или Демка, но официальная форма Дементий сохранилась именно в книжной, церковной среде. Это добавляет версии о более высоком социальном положении предков вес: имя не стёрлось в просторечии, а дошло до нас в полной, «укрощающей» форме.