Фамилия Демка — редкий случай, когда в основе лежит не полная церковная форма имени, а её усечённый, почти бытовой вариант. В большинстве русских фамилий мы видим Демин (от Дема, краткой формы Дементия или Демида), но Демка образована напрямую от той же краткой основы через суффикс -к(а). Этот суффикс в фамилиях встречается нечасто и обычно указывает на украинское или белорусское происхождение, где -к(а) — нормальный фамильный формант, как, например, у Шевченко или Гончаренко. Однако Демка может быть и русской фамилией, но тогда её надо читать не как «Демка», а как склоняемую: «я встретил Демку». В этом случае перед нами не суффикс, а сама основа, застывшая в именительном падеже.

Прозвище или имя Демка — это народная форма от крестильного имени Дементий (в переводе с латинского «укротитель») или, реже, от Демид («мыслящий по-божески»). В старину так могли звать человека невысокого роста или простого звания: уменьшительная форма на -ка часто бытовала в крестьянской и посадской среде, где полное имя считалось слишком официальным. В документах XVI–XVII веков встречаются записи вроде «Демка Иванов, сын кожевник» или «Демка Офонасьев, крестьянин», и фамилия просто закрепила это обиходное именование за потомками.

Географически фамилия Демка тяготеет к западу и югу России. В современных базах она чаще встречается в Курской, Белгородской и Воронежской областях, а также на Украине — в Черниговской и Сумской. Это логично: именно в этих регионах суффикс -к(а) в фамилиях был нормой, тогда как севернее и восточнее его вытесняли -ов и -ин.

С точки зрения словообразования фамилия стоит особняком. Если бы предка звали Дементий, потомки с равной вероятностью могли стать Дементьевыми или Демиными. Но Демка — это фиксация не патронимического суффикса («чей сын?»), а самого прозвища. По сути, это фамилия-прозвище, где нет добавочного указания на родство. Она отвечает на вопрос «кто?», а не «чей?». Такой тип встречается реже, и именно поэтому носители фамилии Демка могут с большей уверенностью говорить, что их предок был лично известен под этим именем, а не просто числился в роду как «Демин сын».