Фамилия Дёминцев образована по редкой модели: к основе Дёмин- добавлен сложный суффикс -ец, а затем фамильный суффикс -ов. В итоге получилось «чей?» — Дёминцев, то есть потомок человека по имени или прозвищу Дёминец. Сама основа восходит к имени Дёма — просторечной форме канонического имени Дементий (от латинского «укротитель»). Таким образом, Дёминец — это не просто «маленький Дёма», а скорее «сын Дёмы» или человек, носящий уменьшительно-ласкательное именование.

Двойной суффикс (-ец + -ов) встречается в русских фамилиях нечасто. Он характерен для северных и уральских говоров, где так образовывали прозвища по отцу: скажем, Иванец, а его сын уже Ива́нцев. Аналогично Дёминец → Дёминцев. Такая словообразовательная цепочка — верный признак того, что фамилия закрепилась в крестьянской среде, где патронимические прозвища передавались из поколения в поколение до официального оформления.

В словаре Б. Унбегауна модель -инцев/-ынцев описана как редкая, преимущественно восточнославянская. Фамилии вроде Дёминцев, Марьинцев или Катеринцев указывают на то, что предок звался не по отцу, а по матери или по женскому имени. В случае с Дёминцевым это маловероятно: Дёма — мужское имя, а форма Дёминец — явно мужское прозвище.

Поскольку фамилия редкая, в дореволюционных переписях она почти не встречается. Основной ареал современных носителей — Урал и Западная Сибирь, что косвенно подтверждает севернорусское происхождение: именно оттуда в XVII–XVIII веках переселенцы уходили за Урал. В центральных губерниях фамилия практически не фиксируется.

Итак, Дёминцев — это «внук Дёминеца», то есть человек, чей дед носил имя или прозвище Дёминец. Предок, скорее всего, был крестьянином или посадским человеком из северных земель, а сама фамилия сохранила редкую словообразовательную конструкцию, по которой сразу можно узнать её носителя.