Фамилия Голотвин образована от прозвища Голотва. Самая вероятная версия связывает его с диалектным словом «голот» — так в некоторых говорах называли черёмуху. В таком случае прозвище Голотва могли дать человеку, жившему рядом с черёмуховой рощей, или тому, кто занимался сбором и продажей этой ягоды. Менее убедительна версия, возводящая прозвище к украинскому «голота» (беднота, голь), — она не объясняет суффиксальной модели фамилии.

Основа Голотв- и суффикс -ин указывают на типичную русскую модель образования: «чей?» — «сын Голотвы». Фамилия Голотвин встречается преимущественно в центральных регионах России, особенно в Тульской и Калужской областях, что косвенно подтверждает диалектное происхождение прозвища.

С черёмухой в народе связано множество примет. Охотники замечали: «Когда на черёмухе расцветают цветы — тетеревиному току конец». Рыбаки знали: «Когда цветет черёмуха, тогда улов лещей». Хлеборобы напоминали друг другу: «Пшеницу сей, когда зацветет черёмуха». Поэтому прозвище Голотва могло нести не только географическую, но и календарно-обрядовую окраску — человека могли так назвать по времени года, связанному с черёмухой, или по его наблюдательности за природными циклами.

Со временем прозвище Голотва закрепилось как семейное имя, а его потомки стали писаться Голотвины. Фамилия редкая, но имеет параллели в других однокоренных фамилиях — Голотвинский, Голотвинцев, что подчёркивает её живую словообразовательную природу.