Фамилия Головень образована от прозвища. В его основе лежит слово «головень» — так в старину называли головешку, тлеющий остаток сгоревшего дерева. Скорее всего, прозвище Головень получил погорелец — человек, лишившийся дома и имущества при пожаре. Такое прозвание давали не столько в насмешку, сколько для того, чтобы выделить человека среди других по яркой, запомнившейся примете его биографии.

Фамилия построена по бессуффиксной модели, что для русских фамилий редкость. Обычно к основе добавляли -ов, -ев или -ин, а здесь прозвище перешло в фамилию без изменений, в чистом виде. Это говорит о том, что фамилия могла закрепиться в среде, где не было строгой бюрократической традиции оформлять фамилии по единому шаблону, — например, среди крестьян или казаков.

В некоторых говорах «головень» означало нечто большое и крупное, иногда так называли человека с большой головой. Однако эта версия менее убедительна: для значения «большеголовый» в русском языке есть более типичные прозвища — Голован или Головач. Прямая же связь с «головешкой» прослеживается и фонетически, и семантически: в диалектах слово «головень» и «головешка» долгое время употреблялись как синонимы. Поэтому версия о происхождении от погорельца выглядит предпочтительнее.

Фамилия встречается в основном в центральных и южных областях России, а также в Беларуси. В документах XVII–XVIII веков можно найти упоминания крестьян и казаков с этой фамилией, что подтверждает её народное, недворянское происхождение. Однокоренные фамилии — Головешкин, Головешко — построены по той же смысловой модели, но с разными суффиксами, что лишний раз доказывает: основа «головень» была в ходу в живой речи.