Фамилия Головнов — один из тех случаев, когда прозвище, скорее всего, не было связано с умственными способностями предка. Основа здесь — слово «голова», но суффикс «-нов» (а не более привычный «-ов») подсказывает, что исходная форма могла быть не «Голов», а «Головной». В русских говорах «головной» означало либо «относящийся к голове», либо «передовой, главный», а иногда и «упрямый». Человек, получивший такое прозвище, мог быть старшим в роду, бригадиром на промысле или просто выделяться крупной головой.

Модель образования через суффикс «-н-» плюс «-ов» встречается реже, чем простая патронимическая. Сравните: Головнёв (от «головня» — головешка) и Головнов. У Головнова корень чище — без уменьшительных или уничижительных оттенков. Это не «головка» и не «головешка», а именно «голова» в прямом или переносном смысле. В старых документах фамилия могла писаться через «а» — Голавнов, если в говоре предка «окали», но вариант с «о» победил как литературный.

Географически фамилия тяготеет к центральным и поволжским областям России. Встречается в Тверской, Костромской и Нижегородской губерниях — там, где были развиты речные промыслы и торговля. Головнов мог быть не просто крестьянином, а, например, кормщиком на судне — «головным» на волжской барке называли старшего гребца или лоцмана. Это объясняет и прозвище, и его закрепление в качестве фамилии: профессиональное имя переходило по наследству.

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» Головнов не упоминается в основном списке, но есть близкая модель «Головин» и «Головков». Отсутствие в классических перечнях не редкость — многие фамилии на «-нов» остаются локальными и не попали в общерусские справочники XIX века. Это не делает фамилию редкой в плохом смысле, а скорее указывает на её узкую региональную привязку: носители могли веками жить в одном уезде.