Фамилия Демидовский образована от имени Демид — народной, сокращённой формы церковного имени Диомид. В переводе с греческого Диомид означает «божественная власть» или «мысль Бога». Таким образом, в основе фамилии лежит не прозвище и не ремесло, а личное имя, которое в крестьянской и мещанской среде было распространено куда шире, чем в дворянской. Скорее всего, основатель рода Демидовских был человеком из простого сословия: имя Демид в документах XVII–XVIII веков чаще встречается среди крестьян, посадских людей и казаков, чем среди знати.

Обратим внимание на суффикс. Формант -ский в русских фамилиях обычно указывает на территориальную принадлежность или на происхождение из определённой местности. Однако в случае с Демидовским суффикс присоединён прямо к имени — без топонимической основы. Такая модель типична для украинских, белорусских и польских фамилий, где -ский мог означать «принадлежащий» или «происходящий от» (например, Демидовский — «сын Демида» или «человек Демида»). Это не исключает русского происхождения, но делает более вероятной западнорусскую или шляхетскую среду бытования. В польской ономастике фамилии на -ski традиционно были дворянскими, но в восточных землях Речи Посполитой (на территории современной Украины и Беларуси) их могли принимать и крестьяне при переходе в сословие однодворцев или при записи в ревизские сказки.

Географически фамилия Демидовский встречается в основном в центральных и южных регионах России, а также в восточной части Беларуси. По данным переписей XIX века, носители фамилии фиксировались в Черниговской, Могилёвской и Харьковской губерниях — как раз на стыке великорусского и малорусского диалектных ареалов. Интересно, что фамилия не получила широкого распространения на Урале или в Сибири, несмотря на известность уральских заводчиков Демидовых. Демидовские не имеют к ним прямого отношения: это омонимичная, но совершенно иная по происхождению фамилия, образованная от имени, а не от прозвища основателя династии.

С точки зрения словообразования, Демидовский — фамилия притяжательно-относительная. Её можно сравнить с однокоренными Демидов, Демиденко, Демидюк. Разница в том, что суффикс -ский придаёт оттенок не просто родства, а принадлежности к роду или местности, названной по имени предка. Это делает фамилию более «статусной» по звучанию, хотя по факту она могла принадлежать и крепостному крестьянину, и мещанину, и мелкому шляхтичу.