Фамилия Димка — редкий случай, когда фамилия и имя звучат одинаково. В русской ономастике это так называемая «окаменевшая» форма имени, которая не получила типичного фамильного суффикса (-ов, -ин, -ский). Обычно фамилии образовывали от полных форм (Иванов, Петров) или от уменьшительных с суффиксами (Димкин, Димков). Фамилия Димка стоит особняком: её просто записали в документах так, как человека звали в быту.

Слово «Димка» — это разговорная форма имени Дмитрий. В крестьянской среде, где паспорта появились поздно, а переписчики не всегда были грамотны, могли записать прозвище или обиходное имя без изменений. Так Димка и закрепилась как фамилия, минуя стадию отчества. Похожие примеры — фамилии Васька, Гришка, Петька, но они встречаются ещё реже.

Географически фамилия Димка тяготеет к югу России и Украине. В этих регионах в XIX веке была распространена традиция записывать фамилии в форме именительного падежа единственного числа, особенно у казаков и однодворцев. В ревизских сказках Воронежской, Курской, Харьковской губерний можно встретить целые семьи, где главу записали как «Димка», а детей — уже с отчеством «Димкин» или «Дмитриев».

Вторая, менее вероятная версия — прозвищное происхождение. В некоторых говорах «димка» могло означать что-то маленькое, невзрачное (от диалектного «дима» — кроха, малютка). Но эта гипотеза слабая: в словарях русских говоров такое значение не зафиксировано, а связь с именем Дмитрий лежит на поверхности.

Фамилия Димка недвусмысленно указывает на предка по мужской линии, которого в быту звали Димкой. Это не дворянская и не купеческая фамилия — её носителями были крестьяне, ремесленники, казаки. В современных справочниках фамилия встречается единично, в основном в Ростовской области и Краснодарском крае.