Фамилия Головины происходит от прозвища Голова. Скорее всего, его давали человеку умному, рассудительному — тому, кто «всему голова». Но у этого прозвища было и другое, должностное значение. В XVI–XVII веках «голова» — это выборная должность, особенно важная при освоении Сибири. В крупных сибирских гарнизонах стрелецкие и казачьи головы стояли вторыми после воевод и отвечали за военное управление. Вполне вероятно, что основатель рода Головиных как раз и занимал такую должность.

Словообразовательная модель проста: к основе «Голов-» прибавили типичный русский суффикс принадлежности «-ин». Такая модель в XVI–XVII веках была самой распространённой в центральной России: она отвечала на вопрос «чей?» и указывала на прямую связь с родоначальником.

В исторических документах сохранились сведения о нескольких ветвях рода. Самый известный дворянский род Головиных, по преданию, ведёт начало от князя Степана Васильевича Ховры — владетеля городов Судака, Манкупа и Балаклавы в Крыму. Он выехал в Москву в самом конце XIV века. Его правнук, Иван Владимирович Голова-Ховрин, и стал прямым родоначальником Головиных. Потомство шести его сыновей в начале XVII века разделилось на отдельные ветви. Древнейшая из них записана в VI часть родословных книг Рязанской, Калужской, Полтавской и Тверской губерний. Ещё одна ветвь ведёт начало от Кирея Суворова сына Головина, владевшего поместьями во второй половине XVI века, и записана в VI часть родословных книг Орловской и Курской губерний. Третья ветвь — от Федора Васильевича Головина (поместье с 1636 года) — в Рязанской губернии. Четвёртая — от Аверкия Яковлевича Головина — в Тверской. Помимо старых дворянских родов, есть и более поздние.

Герб дворянского рода Головиных внесён в 5-ю часть «Общего гербовника». Щит разделён на четыре части: в первой — в голубом поле серебряный центавр с парусом; во второй — в красном поле золотой коронованный лев с саблей; в третьей — в красном поле золотой крест; в четвёртой — в голубом поле серебряный полумесяц. Отдельно существует графский род Головиных, ведущий начало от представителя младшей ветви — внука окольничего Петра Петровича (умер в 1645 году), фельдмаршала и генерал-адмирала Фёдора Алексеевича Головина. Он был возведён в графское достоинство Римской империи грамотой императора Леопольда I.

Потомок человека по прозвищу Голова со временем получил фамилию Головин. Однако процесс формирования каждой отдельной фамилии мог быть длительным и не всегда имел привязку только к одной местности, поэтому окончательно говорить о точном времени и месте происхождения фамилии можно лишь на основании серьёзных генеалогических исследований.