Фамилия Голованникова — женская форма от Голованников, и в её основе лежит прозвище Голованник. Прозвище это, скорее всего, давали человеку с заметной особенностью: либо с большой головой, либо, в переносном смысле, с бойким и острым умом. Слово «голован» (от «голова») в русских говорах нередко означало умника, предводителя или просто человека с крупной головой, а суффикс -ник добавлял оттенок принадлежности или характерного признака (ср. «зубатник» — тот, у кого большие зубы). Таким образом, Голованник — это «тот, кто голован». Фамилия образована по стандартной модели: сначала прозвище, затем фамилия на -ов/-ев, и наконец женская форма.

Словообразовательный суффикс -ник здесь не типичен для русских фамилий: чаще мы видим Голованов или Головачёв. Вариант с -ник указывает на то, что прозвище было не просто описательным («головастый»), а, возможно, устоявшимся мирским именем или прозванием по роду занятий. В некоторых диалектах «голованник» могли называть того, кто носит шапку или колпак, — то есть ремесленника, торгующего головными уборами. Эта версия менее распространена, но имеет право на существование: если предок шил или продавал шапки, его могли прозвать Голованником по товару.

Географически фамилия Голованников (и её женская форма) тяготеет к центральным и южнорусским областям, где слово «голован» было в ходу. В документах XVII–XVIII веков встречаются крестьяне и посадские люди с таким прозвищем, но до систематических ревизий фамилия закрепилась в основном в среде мещан и государственных крестьян. Дворянских родов с этой фамилией не зафиксировано — происхождение, скорее всего, крестьянское или ремесленное.

Если рассматривать редкий суффикс -ник, то фамилия Голованникова стоит в ряду таких же нечастых образований, как Зубатников, Глазатников или Носатников. Все они подчёркивают яркую внешнюю черту, перешедшую в наследственное прозвание. Потомок Голованника, получая фамилию, сохранял память о предке, который либо выделялся умом, либо просто носил шапку не как все.