Фамилия Демьяновская — типичный пример «географической» фамилии, образованной по модели, характерной для польской и западнорусской шляхты. В её основе лежит не прозвище или ремесло, а название населённого пункта — Демьяново или Демьянов, от которого с помощью суффикса -ск- образовано прилагательное, закрепившееся за дворянами, владевшими этим поместьем. Суффикс -ск- в русских фамилиях традиционно указывал на принадлежность к знати или духовенству, в отличие от крестьянских -ов/-ев и -ин.

Само имя Демьян — народная форма церковного имени Дамиан (греч. Δαμιανός, от δαμάζω — «укрощать», «покорять»). В православной традиции особенно почитается святой Дамиан, брат Косьмы, по преданию, принявший мученическую смерть в 284 году: за проповедь христианства их побили камнями по приказу собственного учителя-язычника. Однако в случае фамилии Демьяновская имя Демьян — не прямое прозвище предка, а топоним: село Демьяновское или Демьяново, названное в честь владельца или храма.

Важная деталь: окончание -ская (а не -ский) указывает на женскую форму, закрепившуюся за фамилией. В русской традиции фамилии на -ский/-ская имели двойную форму по роду, и Демьяновская — это именно женский вариант, хотя в современных документах такая форма могла закрепиться за целым родом. Географически фамилия тяготеет к северо-западу России и Беларуси — регионам, где были распространены шляхетские фамилии на -ский. Среди однокоренных — Демьянов (более демократичная, крестьянская форма) и Демьянович (патроним). Демьяновская же с высокой вероятностью принадлежала потомкам мелкопоместных дворян, владевших землёй в окрестностях села Демьяново.