Фамилия Головягина — женская форма фамилии Головягин. Её основа неочевидна на первый взгляд, и здесь есть над чем задуматься. Самое простое и правдоподобное объяснение: фамилия происходит от прозвища Головяга. В русских говорах «головяга» — это либо человек с большой или необычной головой, либо, что встречается чаще, так называли упрямого, своенравного человека, которого «не переупрямишь». Корень здесь тот же, что в слове «голова», а суффикс -яг- придаёт прозвищу экспрессивный, отчасти пренебрежительный оттенок (сравните: «бедняга», «работяга»). Таким образом, Головягины — потомки человека, которого в округе прозвали Головягой за его строптивый нрав или заметную внешность.

Менее вероятная, но существующая версия связывает фамилию с диалектным словом «головяга» в значении «суковатая палка, колодка» или даже «оголовье» (часть конской упряжи). В этом случае прозвище мог получить ремесленник, делавший такие вещи, либо человек, которого за что-то сравнили с этим предметом — например, с грубой дубиной. Однако связь с внешностью или характером (через «голову») встречается в русских фамилиях гораздо чаще, чем прозвища от названий предметов, поэтому первая версия выглядит предпочтительнее.

Фамилия Головягин — относительно редкая. Она не встречается в массовых боярских или дворянских списках, что указывает на её происхождение в крестьянской или мещанской среде. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Головягин, то есть сын Головяги. В документах фамилия могла записываться с разными окончаниями, но форма на -ин закрепилась как основная. В ономастических словарях эта фамилия специально не разбирается, но её структура полностью укладывается в типичную модель образования русских прозвищных фамилий, где на первое место выходит яркая, запоминающаяся черта человека.