Фамилия Демыхин образована от имени собственного и относится к распространенному типу русских фамилий. Основой фамилии Демыхин послужило имя Демыха. Именование Демыха, скорее всего, представляет собой уменьшительную форму одного из русских мужских имён: Дементий (в переводе с латинского «укротитель»), Демид или Диомид (греческое, «совет божий»), Демьян (греческое, «покоритель»). Согласно другой, менее правдоподобной версии, фамилия Демыхин образована от прозвища Демыха, которое происходит от диалектного (новгородского и тверского) слова «дёмить», что значит «лукавить, обманывать». Следовательно, такое прозвище мог получить человек, склонный к плутовству. Таким образом, потомок человека, обладающего именем Демыха, со временем получил фамилию Демыхин. О точном месте и времени возникновения фамилии Демыхин в настоящее время говорить сложно, поскольку процесс формирования фамилий был достаточно длительным. Тем не менее, фамилия Демыхин представляет собой замечательный памятник славянской письменности и культуры.