Фамилия Головашина — женская форма фамилии Головашин, и её происхождение связано с прозвищем, которое давали человеку с заметной, крупной или необычной головой. В основе лежит древнерусское слово «голова» в сочетании с суффиксом «-аш», который в русских говорах придавал слову усилительный или пренебрежительный оттенок. «Головаш» — так в народе могли называть человека с большой головой, либо того, кто выделялся умом, сообразительностью (головастого). В некоторых регионах «головашом» называли также передового работника или старшего в артели — от значения «голова» как руководитель, глава.

Словообразовательная модель здесь нестандартная. Если большинство русских фамилий на «-ин» образованы от основ на «-а/-я» (Головина — от Голова, Головин — от Голова), то Головашин восходит к основе «головаш» — существительному с суффиксом «-аш», который редко встречается в фамилиях. Это делает фамилию более редкой по сравнению с однокоренными Головин или Голованов. Суффикс «-аш» характерен для северных и северо-восточных говоров (сравните: бородач — бородаш, усач — усаш), что указывает на возможное географическое происхождение фамилии из Архангельской, Вологодской или Вятской губерний.

Версия о происхождении от тюркского «головаш» (калька с «баш» — голова) маловероятна: фамилия явно славянская по корню и суффиксу. Не стоит путать её и с фамилией Головащенко (украинская, с другим суффиксом). Первые письменные упоминания фамилии Головашин встречаются в переписных книгах XVII века по северным уездам, где записаны крестьяне с таким прозвищем. Таким образом, предки носительницы фамилии — скорее всего, крестьяне или посадские люди Русского Севера, получившие прозвище по внешнему признаку или по роли в общине.