Фамилия Голеневская образована от прозвища Голений, а её окончание указывает на принадлежность к женской или, что чаще, к дворянской линии рода (суффикс -евск-/-овск- типичен для польских, украинских и русских фамилий знатного происхождения, образованных от названий имений). Первый носитель, скорее всего, был сыном или потомком человека по прозвищу Голений, а сама фамилия закрепилась за его семьёй, владевшей землёй или усадьбой.

Что касается самого прозвища, у него есть три основных объяснения. Первое: от украинского «голiй» — «парикмахер, цирюльник». Второе: от слов «голь», «голынь», означающих бедность и нищету. В этом случае прозвище получал неимущий человек, и оно стоит в одном ряду с такими фамилиями, как Гольтяпа или Голяшка. Третья версия связывает прозвище с глаголом «голенить» — «покрикивать или петь рабочую песню, подгоняя ритм труда». Такое прозвище мог заслужить запевала в артели или тот, кто задавал темп работе.

Из трёх версий наиболее правдоподобной выглядит вторая — связь с бедностью. В народной среде прозвища, подчёркивающие социальное положение, были очень распространены, и слово «голь» в разных формах дало множество фамилий. Версия с парикмахером возможна, но менее типична для русских земель, где цирюльников чаще называли «брадобреями» или «стригунами». Версия с рабочей песней хоть и интересна, но единична и слабо подтверждена источниками. В любом случае, прозвище Голений со временем закрепилось как наследственное имя и полностью вытеснило прежнее родовое имя в документах, дав начало фамилии Голеневская.