Фамилия Голофаева — женская форма мужской фамилии Голофаев, и её происхождение стоит искать в прозвище, а не в крестильном имени. Основа «Голофай» или «Голофей» — это, скорее всего, фонетический вариант слова «голова» с суффиксом, указывающим на обладателя яркой внешней черты. В русских говорах «голофай» могли называть человека с большой, выделяющейся головой, либо того, кто ходит с непокрытой головой (от «голова» и «фай» — устаревшее «вид, облик»). Вторая версия, менее вероятная, связывает фамилию с греческим именем Галактион (в просторечии Голофей), но для этого нет устойчивой диалектной поддержки.

Суффикс «-ев» указывает на принадлежность: Голофаев — сын Голофая. Такая модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ на согласный. Интересно, что в фамилии сохранилось древнее чередование «в/ф»: в корне «голова» звук [в] перешёл в [ф] перед глухим согласным, что характерно для живой устной речи, а не книжного произношения. Это говорит о том, что прозвище бытовало в простонародной среде, возможно, в северных или центральных губерниях, где «окающие» говоры и фонетические упрощения были нормой.

Географически фамилия встречается в основном в Центральной России и Поволжье, но не относится к числу распространённых. Её носители, скорее всего, происходили из крестьян или посадских людей, прозвище давалось по внешности или привычке — например, ходить без шапки в любую погоду. В документах XVII–XVIII веков могли фиксировать как «Голофаев», так и «Головаев» (от более привычного «голова»), но форма с «ф» закрепилась именно как фамильная, отличая этот род от других «головных» прозвищ.

В отличие от фамилий на «-ин» (Головин, Голованов), суффикс «-ев» здесь указывает на то, что основа прозвища оканчивалась на согласный, а не на «-а». Это редкий случай, когда прозвище не преобразовалось в более привычное «Головаев», а сохранило архаичное произношение. Если искать параллели, то это фамилии вроде Голощапов (от «голая щека») — того же типа, с усечением и озвончением корня.