Фамилия Демирханов — яркий пример того, как тюркские имена и титулы проникали в русскую ономастику, сохранив при этом свою внутреннюю форму. Основа здесь составная: первая часть «Демир» восходит к тюркскому «темир» (железо), вторая — «хан» (правитель, владыка). В сумме получается «железный хан» или «хан, крепкий как железо». Это типичное для тюркских народов составное имя-пожелание, которое должно было наделить его носителя силой и несгибаемостью.

Суффикс «-ов» в фамилии — чисто русский патронимический показатель, указывающий на принадлежность («сын Демирхана»). Таким образом, фамилия образовалась на стыке культур: тюркское личное имя (или прозвище) Демирхан получило русское фамильное оформление. Чаще всего такое происходило, когда носитель имени переходил на русскую службу или попадал в сферу русского делопроизводства, где требовалось зафиксировать его по отцу.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически сильны тюркские корни: Поволжье (особенно Татарстан и Башкортостан), Северный Кавказ, а также Закавказье. Среди носителей много представителей татар, кумыков, азербайджанцев и других народов. В русском контексте фамилия Демирханов — это не русифицированная форма, а именно русская фамилия, построенная по русской модели, но от тюркской основы.

Интересно, что параллельно существует фамилия Темирханов с тем же значением, но с более точной фонетической передачей корня. Разница в написании «Демир» вместо «Темир» — результат исторической адаптации: в русском языке глухой «т» в начале слова перед гласным иногда озвончался или фиксировался по принципу «как слышится, так и пишется». Поэтому обе фамилии — однокоренные, и их носители, возможно, имеют общих предков, носивших одно и то же имя.

Сословного барьера у фамилии не было: её могли получить и крестьяне, и служилые люди, и купцы. Всё зависело от того, кем был конкретный Демирхан. В советское время фамилия не утратила распространения, а её тюркская основа перестала восприниматься как что-то экзотическое — она стала частью многонационального фамильного фонда России.