Фамилия Демидченко — типичный пример украинской или белорусской модели образования фамилий. Её основа — крестильное имя Демид, которое в народной, бытовой форме звучало как Демидч (или Демидко). В православной традиции это имя известно в полной церковной форме — Диомид, что в переводе с греческого означает «божественная власть» или «божий совет». Однако в повседневной речи на восточнославянских землях прижился именно упрощённый вариант Демид, а от него — уменьшительная форма Демидч (Демидча).

Словообразовательный суффикс -енко в фамилии Демидченко — один из самых характерных для украинской ономастики. Он указывает на происхождение по отцу: буквально Демидченко означает «сын Демидча» или «потомок Демидча». Такие фамилии массово закреплялись в XVI–XVII веках на территории современной Украины и юго-западных земель Беларуси, где суффикс -енко стал доминирующим способом обозначения родства. Если бы фамилия возникла в северных или центральных русских землях, она, скорее всего, приняла бы форму Демидов или Демидкин — по модели, типичной для Московского государства.

Интересно, что имя Демид никогда не было таким же распространённым, как, скажем, Иван или Пётр, но встречалось достаточно часто, особенно в казацкой и крестьянской среде. Поэтому Демидченко — фамилия не единичная, но и не сверхчастотная. Её географическое ядро — Черниговская, Полтавская, Киевская области, а также приграничные районы Беларуси. В России она встречается реже, преимущественно в регионах, куда переселялись малороссы в XVIII–XIX веках.

С точки зрения социального контекста, фамилии на -енко в массе своей принадлежали простым сословиям — крестьянам, ремесленникам, казакам. Дворянские роды в Украине и Беларуси чаще оформляли фамилии на -ский или -ович. Таким образом, предки человека с фамилией Демидченко с наибольшей вероятностью были свободными или зависимыми земледельцами, а возможно — мелкими служилыми людьми на южных рубежах Речи Посполитой.