Фамилия Демерцова — женская форма фамилии Демерцов, а та, в свою очередь, образована от прозвища или нецерковного имени Демерец. Это редкий случай, когда основа фамилии не очевидна на первый взгляд и не связана с распространёнными тюркскими или славянскими корнями. Скорее всего, перед нами пример так называемой «искусственной» или книжной фамилии, возникшей в среде духовенства.

В XVIII–XIX веках семинаристам при поступлении в училище часто меняли бытовые фамилии на более благозвучные, латинские или греческие по форме. В основе Демерцова может лежать латинское слово «demersus» — «погружённый», «опущенный». В церковной среде это слово могло означать «крещённый через погружение» (полное погружение в воду — древняя форма крещения) или же быть намёком на смирение, «погружение» в молитву. Суффикс -ец (Демерец) типичен для семинарских прозвищ, образованных от иностранных корней: ср. Грамотей — Грамотец, Философ — Философец.

Менее вероятна, но не исключена версия о географическом происхождении. В польском и белорусском языках есть слово «demer» или «demerować» со значением «порицать», «осуждать». В этом случае Демерец — прозвище человека строгого, любящего делать замечания. Однако для фамилии с окончанием на -ов/-ев (Демерцов) такая основа нетипична: прозвища на -ец в восточнославянской среде обычно давали по действию или характерной черте, а не по отвлечённому понятию.

Суффикс -ов в фамилии Демерцов указывает на принадлежность: «сын Демерца». Вариант написания с «ц» вместо «к» (Демерцов, а не Демерков) подтверждает, что основа закончилась именно на -ец, а не на -ек. Поскольку фамилия редкая и не имеет массового распространения в крестьянской среде (где преобладали фамилии от имён и профессий), духовное происхождение — самая рабочая гипотеза. Носительница фамилии Демерцова, скорее всего, потомок человека, чей предок получил фамилию в стенах семинарии, возможно, в центральных губерниях России.