Фамилия Голованова образована от прозвища Голован. В старину Голованом, а также Головачом, называли человека, который выделялся либо необычно большой головой, либо, что не менее вероятно, выдающимся умом. «Большая голова» в народной культуре часто связывалась не просто с физической особенностью, а с мудростью, рассудительностью, способностью «думать на несколько шагов вперёд». Потомок такого человека получал фамилию по отцу: Голованов.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования фамилий — как притяжательное прилагательное, отвечающее на вопрос «чей?». То есть Голованов буквально означает «сын Голована». Это одна из самых распространённых моделей в России, наряду с -ин и -ский.

Интересно, что прозвище Голован могло закрепиться и за человеком, занимавшим руководящую должность — «головой» (например, стрелецкий голова, голова таможенный). В этом случае прозвище отражало не внешность или ум, а социальный статус и власть. Однако в ономастике (наука о собственных именах) принято считать версию с «большой головой» или «умом» основной, поскольку прозвища по внешним признакам давались гораздо чаще, чем по должностям.

Фамилия встречается в разных регионах, но особенно характерна для центральных и северных областей России, где слово «голован» бытовало в говорах. Встречается и вариант Головачёв — от той же основы, но с другим суффиксом. Родственные фамилии — Головин, Головкин, Головлёв — все они отталкиваются от слова «голова», но каждое имеет свой оттенок: Головин мог быть от Головы (уменьшительное), Головкин — от Головка (маленький или младший), а Голованов — именно от Голована, подчёркивая масштаб качества.