Фамилия Демовская — это женская форма фамилии Демовский, а та, в свою очередь, принадлежит к распространённому типу польских, украинских и белорусских фамилий, образованных с помощью суффикса -ский/-цкий. Этот суффикс изначально указывал на принадлежность к месту или на владение землёй: Демовский — «тот, кто из Демова» или «владелец Демова». Название поместья или села Демово, скорее всего, произошло от личного имени Дема — народной формы канонического имени Дементий (от латинского «укротитель») или Демид (от греческого «божественная мысль»).

Впрочем, есть и более прозаичная версия. В некоторых говорах «дёма» означало «домосед», «увалень» или даже «ворчун». Прозвище Дёма могли дать человеку с таким характером, а его потомки, переезжая в другое место, получали фамилию Демовские — уже по отцу, а не по деревне.

Географически фамилия тяготеет к западным регионам бывшей Речи Посполитой: современная Беларусь, западная Украина, восточная Польша. В Российской империи фамилии на -ский часто носили дворяне и духовенство, но в случае с Демовскими это не обязательно — суффикс мог просто указывать на выходца из определённой местности, без сословного статуса. Встречается она и в России, но реже, и обычно в форме Демовская — как отчество жены или дочери.

Интересная деталь: ударение в фамилии может падать как на второй слог (Демо́вская), так и на первый (Де́мовская). Первый вариант характерен для речи, где основу видят в прозвище Дёма, второй — если связывают с именем Дементий или Демид. Разнобой в ударении — обычное дело для фамилий, которые долго бытовали в устной традиции без фиксации в документах.