Фамилия Головастова — женская форма от Головастов, а та, в свою очередь, восходит к прозвищу Головастый. Основа здесь проста и прозрачна: слово «голова» и суффикс -аст-, который в русских прозвищах часто указывает на яркую, бросающуюся в глаза особенность внешности (сравните: ушастый, носастый, губастый). Головастый — значит «большеголовый», «с крупной головой».

Но за бытовой характеристикой может стоять не только внешность. В народной культуре большая голова издавна связывалась с умом, рассудительностью и даже властью. «Голова» — это и глава семьи, и старшина, и руководитель. Поэтому прозвище Головастый могло указывать не столько на физический признак, сколько на социальный статус предка: умного, главного человека, «голову» в общине или роду.

В отличие от фамилий на -ин (типа Головин), которые чаще образуются от прямого имени-прозвища Голова, форма на -ов (Головастов) идёт через прилагательное Головастый. Это характерная модель для прозвищ, описывающих внешность или характер. По суффиксу -ов мы понимаем, что фамилия закрепилась в центральных и северных регионах России, где эта модель была основной.

Если копнуть глубже, прозвище могло возникнуть и в ироничном ключе — так могли окликнуть человека, который любил «умничать» или брать на себя слишком много, хотя реального веса не имел. Но для фамилии, как правило, берётся нейтральное или уважительное значение: потомок получил фамилию по самому заметному качеству родоначальника.

В документах фамилия встречается с XVII века, в основном в южнорусских и поволжских землях, где активно шло заселение служилыми людьми. Встречаются варианты написания Головастов/Головастова, но они не меняют сути: перед нами типичная «прозвищная» фамилия, образованная от меткого народного слова.