Фамилия Диминштейн — яркий пример ашкеназской фамилии, построенной по типичной для немецкого и идиша модели: личное имя + суффикс «-штейн» (буквально «камень»). Вторая часть, «штейн», в фамилиях еврейского происхождения часто не имела прямого «каменного» смысла, а служила формантом, создававшим фамилию из имени или прозвища предка. В данном случае основа — имя Димин, которое является уменьшительной или обиходной формой от древнееврейского имени Дов-Бер (в просторечии — Дим, Димин). Дов-Бер — это двойное имя, где «Дов» (медведь) и «Бер» (медведь на идише) дублируют друг друга, что было распространено у ашкеназов.

Словообразовательная модель проста: к основе «Димин» (притяжательная форма от «Дим», показывающая принадлежность, как в русских фамилиях на «-ин») прибавляется немецкий суффикс «-штейн». Таким образом, Диминштейн дословно означает «камень Димина» или, в переносном смысле, «принадлежащий к роду Димина». Подобные фамилии (ср. Бернштейн, Гольдштейн, Розенштейн) начали массово закрепляться среди еврейского населения Восточной Европы в конце XVIII — начале XIX века, когда власти Австрийской империи и Российской империи обязали евреев взять постоянные фамилии.

Географически фамилия Диминштейн тяготеет к территориям бывшей черты оседлости: Украина, Белоруссия, юго-западные губернии России, а также Польша. Встречаются варианты написания: Диминштейн, Дыминштейн (через «ы» под влиянием белорусской или украинской фонетики) и реже — Деминштейн. В дореволюционных метрических книгах можно найти обе формы. Носители фамилии, вероятнее всего, происходили из местечек (штетлов), где ремесло, торговля или аренда были основными занятиями, хотя сама фамилия не указывает на конкретную профессию.

Спорных версий у этой фамилии немного. Иногда её ошибочно связывают с русской фамилией Дёмин, но это разные корни: Дёмин происходит от православного имени Дёмка (сокращение от Дементий), а Диминштейн — от еврейского имени Дов-Бер. Смешение возможно только при русификации написания, когда букву «и» меняли на «ё», но это редкий случай. В целом, фамилия Диминштейн — типичный пример того, как имя предка, пройдя через канцелярию XIX века, превратилось в устойчивый родовой знак.