Фамилия Голобины образована от прозвища или нецерковного имени Голоба. В основе лежит диалектное слово «голоба» — так в некоторых славянских говорах называли головню, тлеющий уголёк, а также головешку. Прозвище могло достаться человеку с чёрными, как уголь, волосами или смуглой кожей. В переносном смысле Голобой называли вспыльчивого, «горячего» человека — того, кто быстро загорается гневом, как уголёк.

Модель образования фамилии на -ин типична для русского Севера и центральных областей: суффикс указывает на принадлежность «чей?» — сын Голобы. Такие фамилии чаще всего встречались в крестьянской и мещанской среде, где прозвища закреплялись за родом ещё в XV–XVII веках. В писцовых книгах и переписных листах того времени можно найти упоминания крестьян с этим прозванием, хотя массовое закрепление фамилии Голобин произошло уже после отмены крепостного права, когда бывшим помещичьим крестьянам потребовалось фиксировать фамилии для паспортов.

Стоит отметить, что корень «гол-» не связан со значением «голый» или «головной» — это отдельная лексема, родственная украинскому «голоба» (головня) и белорусским диалектным формам. В польском языке есть похожее «gołoba», но с другим значением, что указывает на локальное бытование прозвища именно в восточнославянской среде.

Встречается и более редкая версия — происхождение от топонима: в Тверской и Новгородской губерниях существовали деревни с названием Голобино, жители которых могли получить фамилию по месту жительства. Однако прозвищная версия надёжнее: именно она объясняет, почему у фамилии нет характерного для топонимических фамилий суффикса -ский.

Процесс формирования фамилии Голобин не имел жёсткой привязки к одной местности — носители встречаются и в центральных губерниях, и на Урале, куда переселенцы приносили прозвания с собой. Окончательно установить точное время и место происхождения фамилии можно лишь на основании серьёзных генеалогических исследований, но уже сейчас ясно: Голобины — одна из тех фамилий, что хранят в себе живое прозвище, данное предку за внешность или характер.