В основе фамилии Гололоб — прозвище, которое давали по двум разным причинам. Первая и самая очевидная: внешний признак. Гололобом называли лысого человека или того, кто постоянно ходил с непокрытой головой. Вторая версия отталкивается от слова «голый» в значении «бедный, неимущий» — так же, как прозвища Голый или Гольтяпа. В этом случае прозвище подчёркивало скудость, нужду человека.

Фамилия образована по типичной восточнославянской модели: прозвище Гололоб без дополнительного суффикса стало фамилией. Форма на -ов (Гололобов) появилась позже как указание на принадлежность роду: «чей?» — Гололобов. В документах начала XVII века, в частности у Веселовского, записаны Гололобовы Иван и Меньший Мословы (1597 год, Рязань). Эта ранняя фиксация показывает, что фамилия бытовала в рязанских землях уже в конце XVI столетия.

Фамилия редкая. Её не стоит путать с однокоренной Гололобов — разница только в написании, но обе восходят к одному и тому же прозвищу. Встречается она преимущественно в центральных и южных регионах России, что согласуется с исторической привязкой к Рязани.