Фамилия Гололенкова — женская форма фамилии Гололенков, и её происхождение ведёт к прозвищу или мирскому имени предка. В основе лежит корень «гол-», связанный с понятием «голый», «лысый», «лишённый растительности». Вторая часть — «-ленк-» — указывает на суффикс, характерный для восточнославянских фамилий, особенно в белорусской и украинской традиции. Суффикс -енк- (в фамилиях на -енко) часто означал «маленький», «сын» или «потомок»: Гололенко — «сын Голого» или «маленький Голый». Фамилия Гололенков, от которой образована Гололенкова, скорее всего, возникла на русской почве как адаптация украинской или белорусской модели: суффикс -ов добавили к основе на -енк, что нередко делали при переселении носителей в великорусские губернии.

Прозвище «Гололенко» могло относиться к человеку с необычной внешностью: лысому, с гладкой кожей или, что менее очевидно, к тому, кто ходил с непокрытой головой. В старину «голый» не всегда означало «бедный» — иногда это была характеристика безбородого или брившегося мужчины (в среде, где борода считалась нормой). Есть и другая версия: прозвище могло быть связано с местностью — «голое ленко» (где «ленко» — уменьшительное от «лен»), то есть пустошь, луг без леса. Тогда Гололенковым называли человека, жившего на открытом, «голом» участке.

Географически фамилия Гололенкова встречается преимущественно в южных и центральных регионах России, а также в Беларуси. По данным переписей, наибольшая концентрация носителей — в Брянской, Курской и Смоленской областях, что подтверждает связь с западнорусскими землями, где исторически смешивались русские, белорусские и украинские говоры. В дореволюционных списках фамилия фиксировалась в основном среди крестьян и мещан, но встречалась и у духовенства — например, в семинарских списках XIX века.

Словообразовательная модель проста: основа «Гололенк-» + суффикс -ов (принадлежность) + окончание -а (женский род). Ударение в фамилии, судя по произносительной норме, падает на третий слог: Гололе́нкова. Редкость фамилии (по данным современных справочников, в России её носят не более нескольких сотен человек) говорит о том, что прозвище не было массовым, а закрепилось в одном или нескольких локальных родах.