Фамилия Головачевы (встречается и написание Головачёвы) образована от прозвища Головач. В русской традиции прозвища, связанные с частями тела, часто давали по заметной внешней особенности. Головач — это человек с большой, крупной или необычной головой. В словаре древнерусских прозвищ С. Б. Веселовского зафиксирован Головачев Борис Григорьевич, упомянутый в 1492 году в Переяславле. Не исключено, что именно он стал одним из ранних известных носителей этой фамилии.

Модель образования типична для русских фамилий: к основе прозвища (Головач) добавился патронимический суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягких и шипящих согласных). Так фамилия буквально означала «сын Головача» или «потомок Головача». Со временем прозвищная основа утратила связь с внешностью конкретного человека и закрепилась как родовое имя.

Стоит обратить внимание на суффикс -ач, который в восточнославянских прозвищах нередко указывал на активного деятеля или обладателя яркого признака. Головач — не просто «голова», а человек, которого эта черта выделяла среди других. В отличие от фамилий на -ин (Головин), которые тоже образованы от «головы», версия с -ач и -ев говорит о более древнем, прозвищном происхождении.

О точном месте и времени возникновения фамилии Головачевы говорить сложно: процесс формирования русских фамилий шел несколько столетий, и разные ветви рода могли закрепить фамилию независимо друг от друга в разных регионах. Однако упоминание 1492 года относит эту фамилию к числу достаточно ранних для незнатного сословия.