Фамилия Головинова — женская форма фамилии Головинов, а та в свою очередь — отчество второго порядка. Если выстроить цепочку: был человек по прозвищу Голова, его сына записывали как Головин («чей сын?» — Головина), а внука или правнука — уже Головинов. Такой способ образования (суффикс -ов поверх отчества на -ин) встречается реже, чем прямой патроним, и говорит о том, что фамилия закрепилась не в первом, а во втором-третьем поколении после прозвища.

Прозвище Голова многозначно. В старину головой называли сельского старосту, выборного начальника, поэтому фамилия могла указывать на социальный статус предка. Но не менее вероятно, что прозвище дали за внешность — большеголовому человеку, либо за ум, сообразительность. Голова в славянской традиции издревле считалась средоточием жизненной силы, вместилищем души и ума, а в языке и обрядах её нередко сравнивали с горшком. В русских и украинских быличках девушки при гадании надевали на голову горшки, чтобы бесы не оторвали им голову. От головной боли лечились особыми ритуалами: белорусы, украинцы, болгары, поляки и чехи трижды ударяли себя камнем по голове при первом весеннем громе, а в день Усекновения главы Иоанна Предтечи воздерживались от работы. С принятием христианства к Иоанну Предтече обращались с молитвами об исцелении от головной боли.

В словаре С. Б. Веселовского упоминаются родственные прозвища: Головастик Кузьма, бобыль, 1616 год, Арзамас; Головачев Борис Григорьевич, 1492 год, Переяславль; Головашкин Иван, 1624 год, Суздаль. Эти записи показывают, что основа «голов-» активно использовалась в русском именослове с XV–XVII веков, и фамилия Головинова вписывается в этот ряд.

Фамилия сохраняет память о прозвище, которое когда-то дали предку — будь то за острый ум, крупную голову или должность старосты.