Фамилия Головистиков — редкий случай, когда прозвище не просто указывало на внешность, а почти наверняка подчёркивало характер или поведение. В её основе лежит слово «головистик», которое в русских говорах имело два значения. Первое, самое прямое — «большеголовый» или «тот, у кого голова непропорционально велика». Второе, переносное — «упрямец», «своенравный человек» (от «головистый» в значении «своевольный, с норовом»). Скорее всего, прозвище Головистик дали не столько за физическую особенность, сколько за строптивый нрав: в крестьянской среде человека, который «гнул свою линию», нередко называли именно так.

Словообразовательная модель фамилии прозрачна и типична для центральной России. Суффикс -ик в основе прозвища (Головистик) указывал на лицо по характерному признаку, а затем стандартный патронимический суффикс -ов превратил это прозвище в фамилию: Головистиков — «сын Головистика». Интересно, что фамилия сохранила редкий суффикс -истик-, который в русских фамилиях встречается нечасто. Для сравнения: однокоренные Головин, Голованов, Головачёв образованы от других форм того же корня, но именно «головистик» — более экспрессивный и диалектный вариант.

Географически фамилия тяготеет к северо-восточным и центральным губерниям. В дореволюционных переписях Головистиковы встречаются в Вятской, Костромской и Пермской губерниях — регионах, где говор «окающий» и где слово «головистик» бытовало в живой речи. Встречаются варианты написания: Головистиков и, реже, Головистиковъ (с твёрдым знаком на конце). Двойная буква «с» в корне (Головистиков) — норма для русского правописания, хотя в некоторых документах XIX века можно увидеть написание с одной «с»: Головистиков, что отражает произносительную норму.

Сословно Головистиковы, судя по архивным данным, относились к государственным крестьянам и мещанам. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что косвенно подтверждает её «прозвищное» происхождение из простонародной среды. В современной России фамилия остаётся малочисленной, но устойчивой — большинство носителей живут в Кировской области и Пермском крае, то есть в зоне своего исторического бытования.