Фамилия Голенева — редкий пример прозвища, образованного напрямую от части тела. В старину так могли назвать младенца, у которого заметили необычно длинные голени: при осмотре новорождённого эта особенность бросалась в глаза и закреплялась в имени. Прямое указание на анатомию — одна из древнейших и самых прозрачных моделей русских прозвищ, хотя встречается она нечасто, что и объясняет редкость самой фамилии.

Менее убедительная версия связывает основу со словом «голынь» (бедность). Она проигрывает первой по двум причинам: во-первых, в русских говорах «голынь» давала фамилии через форму Голынин или Голышев, а не через Голенев; во-вторых, суффикс -ев в фамилии прямо указывает на основу с мягким окончанием — «Голень», а не «Голынь».

В архивных документах фамилия действительно встречается редко, но есть точная привязка: Юрий Голенев, пристав, 1611 год, Важская волость. Это одна из немногих сохранившихся записей, и она показывает, что носитель фамилии в начале XVII века был служилым человеком, а не крестьянином. Пристав — должность при суде или воеводе, что говорит о грамотности и определённом социальном положении предка.

По словообразовательной модели фамилия Голенева — типичное русское отчество второго уровня: от прозвища Голень через форму «Голенев» — «чей?» — «сын Голеня». Ударение, скорее всего, падало на первый слог: Го́ленев. В современном бытовании фамилия остаётся малораспространённой, что подтверждает её происхождение из конкретного прозвища, а не из массовой модели по географическому или профессиональному признаку.