Фамилия Голионов — редкая, с неочевидным корнем. На первый взгляд она похожа на отчество от имени или прозвища, образованного с помощью суффикса -ов. Но если присмотреться, в основе лежит не каноническое крестильное имя, а скорее всего, прозвище.

Самая вероятная версия связывает фамилию со словом «голион» (или «голиян»). В русских говорах так называли великана, верзилу, рослого и сильного человека. В этом случае Голионов буквально означает «сын Голиона» — то есть потомок человека, которого за высокий рост или силу прозвали былинным богатырём. Слово восходит к библейскому имени Голиаф, которое в народной речи переделали на русский лад. Такое прозвище давали не в насмешку, а как указание на заметную внешность или физическую мощь.

Менее убедительна, но возможна связь с диалектным «голить» — делать голым, оголять. Отсюда «голя» — бедняк, голодранец. Тогда Голионов — потомок бедного человека. Однако суффикс -ионов нехарактерен для таких прозвищ: обычно от «голя» образовывали фамилию Голин или Голяев. Вариант с -ион- как раз указывает на заимствованную, книжную основу (Голиаф → Голион), что делает версию с великаном более логичной.

Фамилия редкая, в списках дворянских родов не встречается. Скорее всего, её носители — выходцы из крестьянской или мещанской среды центральной России или Поволжья. По модели образования (основа на твёрдый согласный + -ов) фамилия типична для русского севера и северо-востока, но точную географию бытования установить трудно из-за малочисленности.

Необычность фамилии ещё и в том, что она сохранила редкую словообразовательную цепочку: библейское имя → народное прозвище → отчество в форме притяжательного прилагательного. Такие «длинные» переходы встречаются нечасто и делают Голионова интересным примером того, как книжная культура проникала в повседневную жизнь и закреплялась в фамильном имени.