Фамилия Голованевская образована по самой распространённой в польской и западнорусской традиции модели — от названия места через суффикс -ск-. Её основа — топоним Голованев (или Голованево). Таких сёл и хуторов в исторической Беларуси и на западе Украины несколько, самое известное — местечко Голованевск (ныне посёлок в Кировоградской области Украины). Житель такого места получал прозвище Голованевский, а его жена или дочь — Голованевская. Со временем это прозвище закрепилось как наследственная фамилия.

Корень топонима — «голова». В славянских названиях он часто указывал на возвышенность: «голова» — вершина холма, голая, безлесая макушка. Село на холме могли назвать Голованевом. Вторая версия — от прозвища Голован (человек с большой головой, либо умный, либо упрямый). Если первым поселенцем или владельцем земли был человек с таким прозвищем, хутор называли по нему, а фамилия пошла уже от названия хутора.

Суффикс -ск- характерен для шляхетских фамилий Речи Посполитой. В XVII–XVIII веках так оформляли фамилии мелкая шляхта и однодворцы западных губерний Российской империи. Поэтому Голованевские, скорее всего, не крестьяне, а потомки служилых людей или землевладельцев, которые получили фамилию по своему поместью. Встречается фамилия в основном на Украине, в Беларуси и в южных областях России (Краснодарский край, Ростовская область) — туда переселялись крестьяне и казаки в XIX веке.

От той же основы, но по другой модели образованы фамилии Голованов (через суффикс -ов) и Головань (без суффикса, как прозвище в чистом виде). Голованевская стоит особняком: её редкий для русского уха суффикс -евск- указывает на польско-литовское происхождение и чётко привязывает носителя к конкретному географическому пункту.