Фамилия Головчановы образована от личного прозвища Головчан. В её основе лежит слово «голова», но значение могло быть разным. Самая прямая версия: прозвище дали человеку с крупной или необычной головой, либо тому, кто выделялся умом, был «головой» в прямом и переносном смысле — главным, старшим, руководителем. В русских говорах слово «голова» часто заменяло «глава»: так называли выборных старост, городских и сельских начальников.

Есть и вторая, не менее интересная версия. Прозвище Головчан могло возникнуть от слова «головщик» — так в церковном хоре называли главного певчего, запевалу. В этом случае предок носителей фамилии был не просто певчим, а ведущим голосом, задававшим тон всему хору. Оба варианта указывают на заметного, выделяющегося человека — либо внешне, либо по положению.

Суффикс -чан в прозвище Головчан — редкая деталь. В русских фамилиях чаще встречаются основы на -ов/-ев или -ин, а -чан указывает на принадлежность к группе людей или местности. Головчан — буквально «тот, кто из голов», «относящийся к головам». Такая словообразовательная модель сближает фамилию с прозвищами вроде Рязан, Тверичан, но с конкретным признаком, а не географией.

Фамилия оформилась по стандартной схеме: прозвище Головчан + притяжательный суффикс -ов. Получилось Головчанов — «сын Головчана», «потомок Головчана». Это типичная патронимическая фамилия, каких много в русском ономастиконе.

О точном месте и времени возникновения фамилии Головчанов сейчас говорить сложно, поскольку процесс формирования фамилий был длительным и шёл в разных регионах неравномерно. Однако фамилия сохранила память о прозвище, которое могло возникнуть в среде крестьян, посадских людей или церковнослужителей — в зависимости от того, какая версия происхождения верна.