Фамилия Дёмочка звучит необычно, и её происхождение напрямую связано с личным именем. В основе лежит уменьшительно-ласкательная форма от мужского крестильного имени Дементий. Само имя Дементий пришло из латыни и означает «укрощающий» или «усмиряющий». Таким образом, прозвище Дёмочка могли дать в семье младшему сыну или просто ласково называть человека, которого крестили Дементием.

Однако это не единственная версия. Корень «Дём-» встречается и в других христианских именах греческого происхождения. Фамилия могла образоваться от производной формы имени Демид («свет божий») или Демьян («покоритель»). В бытовой речи имена часто сокращали, и Дёмочка могло стать универсальным ласкательным вариантом для любого из них. Разобраться, какое именно имя было у предка, сейчас уже почти невозможно, но все три варианта равноправны с точки зрения словообразования.

Самое примечательное в фамилии — её форма. В русской традиции фамилии чаще всего образуются с помощью суффиксов (-ов, -ин, -ский). Здесь же суффикса нет: фамилия Дёмочка — это то же самое, что и прозвище. Такой бессуффиксальный способ — верный признак, что фамилия имеет украинские корни. В украинской ономастике подобные «чистые» формы без добавления родовых окончаний встречаются значительно чаще, чем в великорусских землях.

По сути, фамилия Дёмочка — это застывшее домашнее обращение. Если предки носили её, то, скорее всего, они происходили с территории современной Украины или южных областей России, где было сильно украинское влияние. В отличие от фамилий вроде Дементьев или Демидов, которые указывают на отца («чей сын?»), фамилия Дёмочка напрямую сохранила то имя, которым человека называли в кругу близких.