Фамилия Демитров — редкий случай, когда греческое происхождение почти не вызывает споров, но путь в русский язык оказался неочевидным. В основе лежит имя Димитрий (греч. Demetrios — «посвящённый Деметре», богине земледелия). Однако форма Демитров, а не привычное Димитриев или Дмитриев, указывает на иную языковую среду.

Ключ к фамилии — суффикс -ов, который в русской традиции крепится к основе, оканчивающейся на твёрдый согласный. Но здесь основа — Демитр, а не Димитр. Такое написание характерно для болгарского и македонского вариантов имени (Демитр, Димитър). Скорее всего, фамилию принесли в Россию выходцы с Балкан — болгары, македонцы или греки, чьи имена адаптировали на русский лад через южнославянское посредничество. В самой Болгарии фамилия Демитрòв (с ударением на последний слог) встречается часто, а её русский аналог Демитров — уже вторичное, русифицированное образование.

Если отбросить балканскую версию, остаётся маловероятная: от редкого канонического имени Деметр (в святцах встречается, но не было популярным). Однако против этого говорит массовость болгарских фамилий на -ов и устойчивость именно такого корня в южнославянских языках. Социальный срез: предки носителя фамилии в России — скорее всего, переселенцы XIX–XX веков, возможно, из числа болгарских огородников, торговцев или священнослужителей, получивших фамилию по отцу. В дворянских родословных книгах Демитровы не фигурируют.

Географически фамилия в России тяготеет к южным регионам и крупным городам, куда шли миграционные потоки с Балкан. По написанию её путают с Дмитровым, но разница принципиальна: Демитров — это не искажение, а калька с инославянского произношения.