Фамилия Дёмин — одна из тех, где на первый взгляд всё прозрачно, но при детальном разборе открывается несколько равноправных путей происхождения. Главная версия, и она же самая распространённая, ведёт к уменьшительной форме крестильных имён. В основе лежит имя Дёма (или Дема) — сокращение от Дементия (лат. «укротитель»), Демида или Диомида (греч. «совет божий») либо Демьяна (греч. «покоритель»). В старину такие сокращённые имена были нормой в быту, особенно в крестьянской и мещанской среде, поэтому фамилия указывает на то, что предок носителя фамилии был простого сословия и звался в обиходе Дёмой.

Менее очевидная, но не менее интересная версия отталкивается от прозвища. В новгородских и тверских говорах бытовал глагол «дёмить» — «лукавить, обманывать, кривить душой». От него образовалось слово «дёма» (или «демка») — плут, обманщик. Так что прозвище Дёма мог получить хитрый или изворотливый человек, и уже от этого прозвища пошла фамилия. В некоторых диалектах есть и дополнительный оттенок: от глагола «дмить» (надуваться) прозвище могли дать гордецу. Обе эти версии менее вероятны, чем именная, но полностью исключать их нельзя, особенно если фамилия бытует в северо-западных регионах России.

Словообразовательная модель здесь классическая: суффикс -ин указывает на принадлежность («чей?» — Дёмин сын, то есть сын Дёмы). Это типичный патроним, который закрепился в качестве фамилии уже к XVII–XVIII векам.

Среди носителей фамилии есть люди, оставившие заметный след в истории. Самый известный — лётчик-космонавт Лев Степанович Дёмин (1926–1998). Гидрограф и контр-адмирал Леонид Александрович Дёмин (1897–1973) составил лоцию Берингова моря, которая до сих пор считается эталонным руководством для мореплавателей. А Вера Фёдоровна Дёмина (1911–1984) вошла в историю как первая в мире женщина-командир дирижабля.

В архивных записях фамилия встречается с XIX века. Например, в Книге памяти Курганской области упомянут Дёмин Осип Иванович, родившийся в 1866 году в деревне Мостовая Яутлинской волости. А в Книге памяти Владимирской области — Дёмин Павел Иванович, 1881 года рождения, из деревни Будыльцы Камешковского района. Эти записи подтверждают, что фамилия была широко распространена в разных губерниях России среди крестьянского населения.