Фамилия Димлевич — характерный пример украинской модели фамилий на -евич, указывающей на происхождение от отца или главы семьи. В основе, скорее всего, лежит краткая форма крестильного имени Димитрий (Дмитрий). В украинской и белорусской народной традиции имя Дмитрий часто сокращалось до Дим, Димко или Дима. Соответственно, Димлевич — это «сын Дима», то есть потомок человека, которого в быту звали Димом.

Имя Димитрий, от которого всё пошло, греческого происхождения и означает «принадлежащий Деметре» — богине плодородия и земледелия. В православных святцах известно несколько святых с таким именем, в том числе мученик Дим Смирнский, память которого приходится на 23 апреля. Однако в случае с фамилией Димлевич мы имеем дело не с прямым именованием в честь святого, а с разговорным, обиходным вариантом имени.

Существует и альтернативная, хотя и менее вероятная, версия происхождения. Она связывает основу фамилии с общеславянским корнем «dym» — «дым». В древнерусском языке и в диалектах слово «дым» имело не только прямое значение, но и переносное: «изба», «двор», «семья» как налоговая единица (отсюда и «подымная подать»). В таком случае прозвище Димля могло получить человек домовитый, крепкий хозяин, заботящийся о своём доме и семье. Но это лишь гипотеза, и она уступает по убедительности основной версии — производной от имени Дмитрий, так как форма Димля легко выводится из Дим (Дмитрий) через типичный для украинских говоров суффикс.

С точки зрения географии, фамилия Димлевич наиболее характерна для западноукраинских земель — Волыни, Галичины, Подолья. Суффикс -евич здесь встречается гораздо чаще, чем в восточных регионах Украины, где преобладают фамилии на -енко. Таким образом, Димлевич — фамилия, которая чётко маркирует своего носителя как потомка человека по имени Дим (Дмитрий) из украинской среды.