Фамилия Голованов — одна из тех, что образована напрямую от прозвища, без участия крестильного имени. В её основе лежит слово «голован» или «головань». В старину так называли человека, который выделялся либо необычно большой головой, либо, напротив, выдающимся умом. Оба значения — и внешний признак, и качество ума — могли закрепиться за прозвищем, и сейчас уже трудно сказать, какое из них было первичным в каждом конкретном случае.

Интересно, что в вологодских говорах бытовала форма «головань» — «большеголовый». Вероятно, именно она, а не более литературное «голован», и стала основой для фамилии. Это важная деталь: она привязывает фамилию к северорусскому ареалу, где такие прозвища были особенно употребительны. Суффикс -ов (в первоначальной форме Голованов) — стандартный патронимический показатель, означающий «сын Голована» или «из семьи Голована».

Фамилия входит в обширный ряд «головных» прозвищных фамилий: Головин, Головачёв, Головушкин. Но Головановы стоят особняком — суффикс -ан в основе указывает на увеличительное, иногда даже пренебрежительное значение. В крестьянской среде прозвище Голован не было обидным: оно скорее фиксировало заметную внешнюю черту, чем высмеивало её.

Сословное происхождение фамилии неоднородно. Головановы встречались и среди крестьян (особенно в северных губерниях), и среди купечества, и в духовенстве. В некоторых старых документах фамилия писалась через «а» — Головановъ, что до реформы орфографии 1918 года было нормой.