Фамилия Головушкин образована от прозвища Головушка. В старину так могли назвать человека, выделявшегося либо необычно большим размером головы, либо недюжинной остротой ума. В отличие от многих «головных» прозвищ, которые нередко имели насмешливый оттенок (в исторических документах встречаются, например, Медвежья Голова, Мясная Голова или Толстая Голова), Головушка — форма скорее ласкательная, уменьшительная. Она могла смягчать прямоту прозвища и даже звучать уважительно: так могли назвать смышлёного парня или человека, который «всем голова», то есть старший, главный в каком-то деле.

Словообразовательная модель проста: к основе Головушк- добавился патронимический суффикс -ин, характерный для русских фамилий, образованных от слов женского рода или от имён и прозвищ с уменьшительными суффиксами. Фамилия означает «сын Головушки» или «потомок Головушки».

Поскольку прозвище Головушка было распространено повсеместно, фамилия не имеет узкой географической привязки и встречается в разных регионах России. Среди однокоренных фамилий — Головин, Голованов, Головков, но Головушкин стоит особняком: суффикс -ушк- придаёт ей неформальный, «домашний» оттенок, что намекает на происхождение из крестьянской или мещанской среды, где прозвища такого типа были особенно живучи.