Фамилия Белоголовская — один из тех случаев, когда географическое прозвище почти наверняка перевесило все прочие версии. Она образована по продуктивной модели на -ский/-ская, которая в дворянской и духовной среде указывала на связь с местом: поместьем, селом или городом. В основе лежит топоним Белоголовка (или Белоголово). Такие названия разбросаны по всей России, но самый вероятный источник — деревня или село с «говорящим» именем, где «белая голова» могло означать либо светлый, заметный холм (голова — возвышенность), либо владельца с белыми волосами.

Модель образования типична для фамилий, которые закреплялись за детьми, вышедшими из определённой местности. Если человек переселялся в другой уезд или город, его могли записать как «Белоголовский» — то есть выходец из Белоголовки. Форма на -ская (а не -ский) указывает на женский род, но в русской традиции это фамилия, унаследованная от отца или мужа. Носительница Белоголовская — потомок того, кто первым получил это прозвание по месту жительства.

Вторая, менее вероятная версия — происхождение от прозвища Белоголов. Так могли назвать человека с очень светлыми волосами или седого. В таком случае фамилия должна была бы звучать как Белоголовов или Белоголовин (с суффиксом принадлежности -ов/-ев или -ин). Появление суффикса -ский здесь было бы искусственным, «облагораживающим» — такое иногда случалось в среде духовенства при поступлении в семинарию, где фамилии переделывали на более благозвучный лад. Однако для фамилии Белоголовская этот путь менее естественен: проще предположить, что топоним уже существовал.

Сословная принадлежность носителей могла быть разной. В XIX веке фамилии на -ский часто носили священники и мещане, реже — дворяне (если поместье действительно называлось Белоголовка). В любом случае, фамилия не редкая: в современных базах данных она встречается в Центральной России, на Урале и в Сибири, что подтверждает её «переселенческий» характер — семьи разъезжались из одного корня, сохраняя память о прежнем месте.

С точки зрения словообразования, фамилия прозрачна: корень бел- (цвет), корень голов- (часть тела), соединительная гласная -о-, суффикс -ск- и окончание -ая. Это типичная адъективная фамилия, отвечающая на вопрос «чей?» или «откуда?». В отличие от простых патронимов (Иванов, Петров), она несёт не отчество, а указание на географию или прозвище, что делает её более информативной, но и более сложной для точной локализации без архивных документов.