Фамилия Демыкины — одна из тех, что образовалась от обиходной, сокращённой формы крестильного имени. Её основа — имя Демыка, которое в старину было просторечным вариантом для двух разных имён: Дементий и Демид. Такое слияние в одной форме встречалось нередко: язык упрощал длинные церковные имена, делая их удобными для повседневного общения. В данном случае суффикс -ык- (Дем-ыка) характерен для народных, «домашних» прозвищных форм, которые затем и ложились в основу фамилий на -ин.

Имя Демид восходит к греческому Диомид, что означает «божественная власть» или «совет Зевса». Его небесным покровителем считают святого мученика Диомида, врача, который жил в III веке: он лечил больных и одновременно наставлял их в христианской вере, за что и принял мученическую смерть. Имя Дементий, в свою очередь, связано с латинским словом «укротитель»; его покровитель — святой Дементий, один из сорока Севастийских мучеников, пострадавших за веру в начале IV века.

Поскольку обе эти линии сошлись в одной уменьшительной форме Демыка, фамилия Демыкины могла возникнуть в разных семьях независимо друг от друга — в одном роду предка звали Демидом, в другом Дементием, а в обиходе он был просто Демыкой. Фамилии на -ин, как Демыкин, традиционно образовывались от имён и прозвищ, оканчивающихся на -а/-я: Демыка → «чей сын?» → Демыкин. Такая модель типична для северных и центральных областей России.

Сейчас точно сказать, где и когда фамилия Демыкины появилась впервые, сложно — письменные источники по крестьянским фамилиям часто фрагментарны. Но сам механизм образования прозрачен, и это позволяет уверенно отнести её к древнему пласту русских фамилий, возникших из живого, разговорного имени.