Фамилия Димчин — довольно редкая, и её происхождение напрямую связано с крестильным именем Дмитрий. В основе лежит разговорная, народная форма этого имени — Дима. Однако суффикс -чин указывает на нерусскую или, точнее, невеликорусскую модель образования. В русской традиции фамилии чаще образуются с помощью суффиксов -ов/-ев или -ин (Димин, Димов). Суффикс -чин характерен для украинской, белорусской и польской ономастики (сравните: Гаврилюк — Гаврильчин, Степан — Степанчин). Таким образом, Димчин — это «сын Димы» или, шире, «человек из рода Димы» по восточнославянской модели.

Исходное имя Дима — это сокращение от Дмитрий. Имя Дмитрий (греч. Димитриос) означает «посвящённый Деметре», богине земледелия и плодородия. На Руси имя было одним из самых популярных, что породило огромное количество производных форм: Митя, Митька, Димка. Фамилия Димчин закрепила именно «димовый» вариант, который в старину мог быть как ласковым домашним прозвищем, так и уличным именем человека, которого в округе звали просто Димой.

География фамилии сегодня разрозненна, но её корни, скорее всего, уходят на западные территории Российской империи — в современную Беларусь или Украину. Там суффикс -чин был продуктивен, и фамилии по отчеству образовывались именно по этой схеме. Если предки Димчиных были крестьянами или мещанами, то фамилия могла закрепиться за ними после отмены крепостного права, когда бывшим крепостным массово давали фамилии по имени отца или деда.

В отличие от фамилий на -ов, которые часто указывали на принадлежность главе семьи (чей? — Димов), фамилия Димчин отвечает на вопрос «чей сын?» — Димчин, то есть Димин сын. Эта тонкая грамматическая разница — один из маркеров, по которому историки определяют регион происхождения фамилии.

Встречается также вариант написания Димкив, Димченко, но Димчин сохранил более архаичную форму. Носителей фамилии мало, что делает её интересным объектом для семейного исследования: при такой редкости высока вероятность, что все Димчины в России и странах СНГ — потомки одного человека, жившего несколько веков назад.