Фамилия Головатюк — характерный пример украинской модели образования фамилий с помощью суффикса -юк. В ономастике этот суффикс указывает на принадлежность или родство: «Головатюк» буквально означает «сын Головатого» или «потомок Головата». Такая модель особенно распространена на западе Украины, в Подолье и на Волыни, где фамилии на -юк встречаются чаще, чем на -енко.

В основе фамилии лежит прозвище Головат. Его могли дать человеку по двум причинам. Первая — чисто внешняя: обладатель необычно большой головы. Вторая — метафорическая: так могли назвать умного, рассудительного человека, «голову» в прямом смысле слова. В украинских говорах слово «головатий» закрепилось именно в значении «большеголовый», что подтверждает параллель с русским прозвищем Головань, известным по вологодским говорам.

Интересно, что фамилия обошлась без типичного русского суффикса -ов. Украинская модель на -юк сохранила исходное прозвище почти без изменений, лишь добавив указание на родство. Поэтому Головатюк — не «принадлежащий Головатому», а именно «сын Головата». Такое словообразование типично для крестьянских фамилий Западной Украины, которые складывались в XV—XVII веках, когда прозвища отца переходили к детям с помощью патронимических суффиксов.

Встречается фамилия и в Беларуси, где суффикс -юк тоже продуктивен, но реже. В России носители Головатюк — это почти всегда потомки переселенцев с Украины или из юго-западных регионов Российской империи.