Фамилия Голотвина происходит от прозвища Голотва. Самая надёжная версия связывает его с диалектным словом «голот» — так в некоторых говорах называли черёмуху. Выходит, Голотвой могли прозвать человека, который жил рядом с черёмуховой рощей. Черёмуха в народном сознании — не просто дерево, а природный календарь: её цветение совпадает с возвратными холодами, открывает весну. С ней связано множество примет: охотники замечали, что с цветением черёмухи заканчивается тетеревиный ток, рыбаки ждали хорошего улова лещей, а хлеборобы сеяли пшеницу. Прозвище, скорее всего, было не насмешливым, а топографическим — по месту жительства, и со временем закрепилось как основное именование, а затем превратилось в фамилию.

Менее вероятна версия, что Голотва восходит к украинскому «голота» — так называли казачью бедноту. Часть таких казаков вместе с зажиточными собратьями бежала за Дунай в Османскую империю в 1775–1828 годах. Если бы прозвище указывало на социальное положение, оно звучало бы иначе и вряд ли сохранило бы форму с корнем «голот-», а не «голот-». Поэтому связь с черёмухой выглядит убедительнее.

Сама фамилия образована по типичной русской модели: к основе Голотв- добавили суффикс -ин, указывающий на принадлежность («чей?» — Голотвин). В женском роде — Голотвина. Такая форма характерна для фамилий, возникших от прозвищ или имён, оканчивающихся на -а: Голотва → Голотвин. Встречается она преимущественно в центральных и южных регионах России, где диалектное слово «голот» было в ходу.