Фамилия Демущенко — характерный пример восточнославянской фамилии, образованной по украинской модели. Суффикс -енко, один из самых распространённых в украинской ономастике, указывает на происхождение от отца или предка: буквально «сын Демуща» или «потомок Демуща». Такие фамилии закрепились в XVI–XVII веках сначала в казацкой среде, а затем и среди крестьянства.

Основа фамилии — имя Демущ. Это некалендарная, народная форма полного имени Демьян (каноническое Дамиан). В украинском языке имя Демьян часто сокращали до Демко, Демуш, Демущ — с характерным для разговорной речи окончанием на -ущ. Подобные формы встречаются и в других славянских языках: уменьшительно-ласкательные варианты с суффиксом -уш-/-ущ- (как Петрусь вместо Пётр, Грицук вместо Григорий) были в ходу повсеместно.

Таким образом, Демущенко — это «Демьянович» в народном переложении. Прямых аналогов с другими корнями у фамилии нет, хотя можно встретить похожие по звучанию Демченко, Демушкин, Демьяненко — все они восходят к тому же имени Демьян, но через разные суффиксальные цепочки. Спорных версий происхождения здесь не возникает: корень прозрачен, модель стандартна.

Географически фамилия Демущенко тяготеет к левобережной Украине и южным регионам России, куда в XVIII–XIX веках переселялись украинские крестьяне и казаки. Встречается она и в Беларуси, но реже. Социально носители фамилии — потомки либо казацкой старшины (где такие фамилии фиксировались раньше всего), либо свободных крестьян, получивших фамилию по отцу при переписях. Дворянского происхождения у Демущенко, как правило, нет — это фамилия непривилегированных сословий, что подтверждается её массовостью и отсутствием в родословных книгах.

В написании фамилия устойчива: вариант Демушенко встречается, но редко, и связан он с диалектным произношением, а не с другой основой.