Фамилия Дёминовы (в мужском роде — Дёминов) образована от имени собственного и относится к распространённому типу русских фамилий. В её основе лежит мирское имя или прозвище Дема. Разбирая словообразовательную модель, видим типичный суффикс -ов, указывающий на принадлежность: Дёминов буквально означает «сын Дёмы» или «потомок Дёмы».

Происхождение самого имени Дема неоднозначно, и здесь открывается простор для версий. С одной стороны, это могла быть сокращённая, обиходная форма от нескольких христианских имён, начинающихся на Дем-: Дементий, Демид или Демьян. Такие уменьшительные имена были повсеместны в крестьянской среде и часто вытесняли полное церковное имя в быту. С другой стороны, Дема могло быть и прозвищем, причём с разными оттенками. В новгородских и тверских говорах «дема», «демка» означало плута и обманщика (от глагола «демить» — лукавить, обманывать, кривить душой). В некоторых других диалектах так могли назвать гордеца, надутого человека — здесь корень связывают с глаголом «дмить» (надуваться). Какая из версий правдоподобнее, сказать сложно: обе имеют лингвистическое обоснование, и фамилия могла возникнуть независимо в разных семьях по разным причинам.

Среди носителей фамилии есть люди, оставившие заметный след в истории. Самый известный — Лев Степанович Дёминов (1926–1998), космонавт. Леонид Александрович Дёминов (1897–1973) был гидрографом, доктором географических наук, профессором и контр-адмиралом; составленная им лоция Берингова моря до сих пор считается эталонным руководством для мореплавателей. Отдельного упоминания заслуживает Вера Фёдоровна Дёминова (1911–1984) — первая в мире женщина-командир дирижабля. Такое сочетание профессий — космос, море, небо — придаёт истории фамилии неожиданный и запоминающийся размах. О точном месте и времени возникновения фамилии Дёминовы говорить сложно: процесс формирования русских фамилий был долгим, и документальные свидетельства по конкретным родам часто утеряны.