Фамилия Белоглавок звучит необычно, и её редко встретишь. В ней сразу слышится основа «белая голова», но вот окончание «-ок» заставляет задуматься. Это не типичная русская фамилия на -ов или -ин, а скорее украинская или польская по форме. Суффикс -ок в фамилиях восточных славян часто указывает на уменьшительную или принадлежную форму: Белоглавок — это буквально «сын или потомок того, кого звали Белоглав» или «маленький Белоглав». Если бы фамилия была русской, она скорее звучала бы как Белоглазов.

Прозвище Белоглав могли дать человеку с очень светлыми, почти белыми волосами или с сединой, выделявшейся на фоне остальных. В говорах «белая голова» иногда означала и просто лысого человека — без тёмного волосяного покрова. Встречается и другая, менее очевидная версия: в некоторых областях «белоглавкой» называли птицу (например, разновидность синицы или чайку с белой головой). Тогда прозвище могло принадлежать невысокому, подвижному или крикливому человеку — по аналогии с повадками птицы.

Географически фамилия Белоглавок чаще всего встречается на западе Украины, особенно в Волынской и Ровенской областях, а также среди потомков украинских переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке. В польских метриках XVIII–XIX веков попадается вариант Białogłówek — с тем же корнем, но в польской огласовке. В русских документах фамилия почти не фиксируется, что подтверждает её преимущественно украинское происхождение.

Сословно носители фамилии, скорее всего, были крестьянами или казаками. В реестрах Запорожского войска встречаются прозвища с корнем «бело-», но фамилия Белоглавок в них не обнаружена — это скорее поздняя, послереформенная фамилия, закрепившаяся в XIX веке, когда крестьянам массово давали постоянные фамилии по прозвищам.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Белоглавок стоит особняком от более частых Белоглазова или Белоголового. Он сохранил архаичную уменьшительную форму, которая в России почти не прижилась. Это делает фамилию своеобразным маркером: её носитель почти наверняка имеет корни с западноукраинских земель, где такие модели словообразования были нормой.