Фамилия Головлёв (встречается и написание через «е» — Головлев) происходит от прозвища Головаль. В основе лежит слово «голова», и прозвище могло указывать на заметную внешнюю черту — большую голову. В вологодских говорах, например, бытовало схожее прозвище Головань с тем же значением «большеголовый». В Малороссии модель образования прозвищ на -аль тоже встречалась, что подтверждает региональное разнообразие этой основы.

Но сводить значение только к размеру головы было бы неполно. Прозвище Головаль — из тех, что могли характеризовать и ум, и социальное положение. «Голова» на Руси — это не только часть тела, но и глава, руководитель, старшина. Поэтому не исключено, что прозвище давали человеку сметливому, главному в каком-либо деле или общине. Такая двойственность типична для древних русских прозвищ: они редко имели одно-единственное толкование.

Примечательна сама словообразовательная модель. Суффикс -аль в русских прозвищах встречается нечасто и рано вышел из активного употребления. Фамилии, образованные по такой схеме, — редкость, и это делает Головлёвых интересным исключением. Обычно прозвища с этим суффиксом (вроде Коваль, Кружаль) указывали на род занятий или характерное действие, но Головаль стоит особняком: он описывает статичный признак — либо внешний, либо социальный.

Итог простой: фамилия Головлёв — древняя, образована от прозвища Головаль, которое могло означать и «большеголовый», и «главарь», и «умный человек». Редкая модель на -аль подчёркивает, что прозвище сложилось в ту эпоху, когда такие формы ещё были живы в народной речи.