Фамилия Головинкин образована от прозвища Головинка. В основе лежит слово «голова», поэтому прозвище могло указывать на социальный статус предка — так в старину называли главу, старшину, выборное или начальное лицо. Однако не стоит думать, что речь обязательно о большом начальнике. Прозвище Головинка мог получить и просто смышлёный, «головастый» человек, либо тот, кто выделялся крупной головой.

Модель образования типична для русских фамилий: прозвище на -ка (Головинка) дало основу, а суффикс -ин добавил значение принадлежности («чей?» — «Головинкин»). Двойной суффикс (-к + -ин) встречается реже, чем простой -ин, поэтому фамилия заметно выделяется на фоне более частых Головин, Головинский или Головко. Прозвище Головинка со временем закрепилось за человеком в качестве основного именования, а его потомки уже стали писаться Головинкиными.

В некоторых говорах «головинка» могла означать не только уменьшительное от «голова», но и часть чего-либо — головку, верхушку. Возможно, прозвище относилось к человеку, который жил на возвышенности (на головке холма) или занимался ремеслом, связанным с округлыми предметами. Но основная версия остаётся социально-прозвищной: предок носителя фамилии был выборным или уважаемым человеком в своей общине.