Фамилия Боголова — один из тех редких случаев, когда суффикс -ов скрывает не отчество, а прозвище, построенное по необычной модели. В основе лежит словосочетание «боголова» — сложение корней «бог» и «голова». В говорах так могли называть человека, который постоянно думает о божественном, погружён в религиозные размышления, либо, наоборот, того, кто кажется себе слишком умным, «божьей головой». Вторая версия, более прозаичная: прозвище давали человеку с необычной, «божественной» формой головы — например, с большим лбом или рано поседевшей макушкой.

Главная загадка фамилии — почему она заканчивается на -ов, а не на -ин, как требовала бы модель «чей? — сын Боголови». Если бы предка звали Боголова (женское прозвище или имя по матери), фамилия должна была стать Боголовин. Но здесь -ов указывает на то, что прозвище осмыслили как мужское в форме родительного падежа: «Боголова» — это не женская форма, а усечённое «Боголова сын» или «Боголова человек». Такое встречается в северных и сибирских говорах, где прозвища в родительном падеже застывали без дополнительного суффикса. Сравните: фамилии Кривошея, Голова, но также Боголов — без -а на конце. Вариант Боголова — почти уникальный случай, когда окончание -а сохранилось в написании, хотя по смыслу это уже не прозвище, а фамилия в мужском роде.

В дореволюционных источниках фамилия фиксируется крайне редко. Основной ареал — Владимирская и Костромская губернии, где были сильны старообрядческие общины. Там прозвище «боголова» могло быть связано с начётчиками — людьми, знающими Писание наизусть, «головами» в духовных вопросах. В отличие от фамилии Богомолов (от «богу молиться»), здесь акцент не на действии, а на качестве: человек — сама «голова Бога» в переносном смысле или обладатель приметной головы.

В современном написании фамилию часто путают с Боголовой — женской формой от Боголов. Однако в мужском роде форма Боголова — это не склонение, а исходный вариант. Носители фамилии встречаются в основном в Центральной России и на Урале, но численность её невелика: по разрозненным данным, не более нескольких сотен человек.