Фамилия Демецкий — редкий пример того, как польская словообразовательная модель закрепилась в русском ономастиконе. Её основа восходит к имени Демко — народной форме канонического имени Дементий (от латинского «укротитель»). Суффикс -ецкий указывает на дворянское или шляхетское происхождение: в Речи Посполитой фамилии с окончанием на -ский/-цкий носили преимущественно землевладельцы и мелкопоместная знать. Перенос такой модели в русскую среду чаще всего означал, что предок носителя фамилии происходил из западнорусских или польских земель.

Вторая версия, менее распространённая, связывает фамилию с топонимом — например, с селом Демеци (такие названия встречаются в Беларуси и на Украине). В этом случае Демецкий — «тот, кто из Демец», и фамилия возникла как указание на место жительства.

Словообразовательно фамилия стоит в одном ряду с Демченко или Дементьев, но отличается сословным оттенком: если Дементьев — типичная «вотчинная» фамилия на -ов, то Демецкий тяготеет к униатской или католической среде. В метрических книгах XIX века носители фамилии встречаются в Волынской и Гродненской губерниях, реже — в центральных регионах России, куда могли переехать после разделов Польши.

В современном употреблении фамилия остаётся малочисленной. Из-за редкости её нередко путают с Демешко или Дементьевым, хотя эти фамилии образованы по другим моделям.