Фамилия Головатюков — один из тех случаев, когда прозвище предка напрямую связано с его внешностью или характером, но путь от прозвища до современной фамилии прошёл через редкий суффикс. Сразу скажем: корень здесь — «голова», а точнее, «головатый», то есть большеголовый, обладающий заметной, крупной головой. В русских говорах слово «головатый» могло означать не только физическую особенность, но и умного, смышлёного человека (голова — вместилище ума). Так что предок носителя этой фамилии мог быть либо человеком с приметной внешностью, либо признанным в округе умником.

Что делает фамилию необычной — это суффикс «-юк» в основе. Головатюк — это уже готовое прозвище или патроним (сын Головатого), а Головатюков — дальнейшее оформление по стандартной русской модели с суффиксом «-ов». Получается цепочка: Головатый → Головатюк (уменьшительное или «сыновье» окончание, распространённое на западе и юге России, а также у украинцев и белорусов) → Головатюков. Такая двойная фамильная приставка встречается реже, чем просто Головатов или Головатых, и указывает на регион, где фамилия могла сложиться: скорее всего, это бывшие южнорусские или украинские земли, где суффикс «-юк» был обычным делом, а затем носители переселились в великорусские области и добавили «-ов» по местной моде.

Сравните с однокоренными: Голованов, Головачёв, Головатин. У них прозвища образованы от тех же корней, но с разными суффиксами. Головатюков выделяется именно «украинским следом» — это не просто «большеголовый», а «сын большеголового», и уже от этого патронима сделали фамилию. Если верить словарю фамилий, подобные формы (на «-юков») встречаются в основном в Курской, Воронежской, Ростовской областях, а также у казачества. В казачьей среде прозвища по физическим приметам были особенно живучи.

В метрических книгах XIX века фамилия встречается нечасто, что говорит о её относительной редкости. Носители, скорее всего, были крестьянами или однодворцами (потомками служилых людей на южных рубежах). Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано — это народная, «низовая» фамилия, которая сохранила в себе и диалектную черту, и живую память о предке, которого в деревне прозвали Головатюком.