Фамилия Головенко образована по распространённой в восточнославянских землях модели с суффиксом -енко. Этот суффикс, характерный прежде всего для украинской ономастики, указывал на родство по отцу: Головенко — буквально «сын Головы» или «потомок того, кого прозвали Голова». В основе фамилии лежит прозвище Голова от нарицательного «голова». Прозвище это могло относиться к человеку с заметной, крупной головой, но чаще имело переносный смысл: так называли главу семьи, старшину, умного или главного в каком-либо деле человека. В старину прозвище Голова нередко закреплялось за выборными или назначаемыми должностными лицами — например, за сельским старостой или военным командиром («голова» в стрелецком или казачьем войске). Со временем прозвище полностью заменило собой крестильное имя и перешло в фамилию. Фамилия Головенко бытует в основном на Украине и в южных регионах России, где сильны украинские корни. Редкий суффикс -енко в сочетании с основой Голов- даёт вариант, который не стоит путать с более частыми фамилиями Головин (с суффиксом -ин) или Головков (с суффиксом -ов): здесь иная модель — патронимическая, указывающая на прямую линию родства «сын такого-то».