Фамилия Голубенцов принадлежит к распространённому типу русских фамилий на -ов, но с интересной особенностью: в её основе лежит не простое слово «голубь», а уменьшительно-ласкательная форма Голубенец. Суффикс -енец в русских прозвищах и фамилиях встречается реже, чем стандартные -ик или -ок, и придаёт основе значение «маленький» или «младший». Таким образом, Голубенец — это не просто голубь, а «голубок», «голубёнок».

Отчество от прозвища Голубенец и дало фамилию: «чей сын?» — Голубенцов. Это типичная модель патронимической фамилии, закрепившаяся в XVI–XVII веках. Человек по прозвищу Голубенец мог быть назван так за кроткий нрав, внешнее сходство с голубем (например, седоватые или сизоватые волосы) или за любовь к этим птицам. Однако есть и вторая, менее очевидная версия, связанная с географией.

В некоторых южнорусских и украинских говорах слово «голубенец» могло означать не птицу, а растение — например, василёк или синий цветок. В таком случае прозвище мог получить человек, живший у поля с васильками, либо тот, кто носил одежду синего цвета. Эта версия менее распространена, но имеет право на существование, особенно если учесть, что фамилия Голубенцов встречается в Воронежской, Ростовской областях и на Кубани — регионах, где украинское влияние на говор было сильным.

С точки зрения сословной истории, фамилия не указывает на дворянское происхождение. Голубенцовы — скорее всего, потомки крестьян или посадских людей. В ревизских сказках и переписях XIX века носители фамилии фиксируются в слободах и сёлах Центрального Черноземья, что подтверждает её «земледельческий» корень.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Голубенцов стоит в одном ряду с Голубковым, Голубятниковым и Голубчиковым. Но именно суффикс -енец выделяет её как более редкую и, возможно, более древнюю по форме — такие модели активно использовались в XV–XVI веках, а позже почти вышли из обихода.