Фамилия Демищенко — характерный пример украинской модели образования фамилий. Её основа — народная форма Демиша, которая служила сокращением сразу от двух крестильных имён: Дементий и Демид. Такое слияние разных имён в одну обиходную форму — обычное дело в живой речи, где Демиша становилось ласковым или упрощённым обращением к человеку в быту.

Суффикс -енко в этой фамилии — один из главных маркеров украинской ономастики. Он указывал на родство по отцу и буквально означал «сын Демиши» или «потомок Демиши». Первоначально так называли детей, а затем прозвание закреплялось за целым родом, превращаясь в наследственную фамилию.

Исходные имена имеют разное происхождение. Демид восходит к греческому Диомид, что значит «божественная власть» или «божественный совет». В церковной традиции известен святой мученик Диомид — врач, который лечил людей и одновременно проповедовал христианство, за что принял мученическую смерть в III веке. Дементий — имя латинского корня (Dementia), но в народном сознании оно прочно связалось с памятью о святом мученике Дементии, одном из сорока Севастийских мучеников.

Таким образом, фамилия Демищенко — это не просто отчество в форме притяжательного прилагательного, а указание на конкретного предка по имени Демиша. Встречается она преимущественно в центральных и восточных областях Украины, а также на юге России, куда переселялись украинские крестьяне и казаки в XVIII–XIX веках. По своему социальному составу носители фамилии чаще всего были выходцами из крестьянской или казачьей среды, где подобные патронимические фамилии на -енко были особенно распространены.