Фамилия Голубнова — женская форма фамилии Голубнов, и её происхождение стоит искать не в «голубе», а в другом, более редком корне. Вопреки интуитивному ожиданию, основа здесь не «голубь» (хотя фонетическое совпадение очевидно), а древнерусское нецерковное имя или прозвище Голуб. Такие имена были распространены в XV–XVII веках и часто давались по внешним признакам или поведению: «голубой» в старину означало не только цвет, но и нечто светлое, чистое, иногда — кроткий нрав. Однако есть и вторая, более прозаичная версия: в некоторых говорах «голуб» называли человека с бельмом на глазу или с мутным зрачком (от «голубой» в значении «мутный, бледный»). Тогда прозвище носило описательный, а не ласкательный характер.

Суффикс -ов- указывает на типичную модель образования русских фамилий от личных имён и прозвищ: Голуб → Голубов → Голубнов. Но форма с -н- перед суффиксом — не ошибка, а результат стяжения: в древности полное притяжательное прилагательное звучало как «Голубовный» (сын Голуба), но со временем «в» выпало, и получилось компактное «Голубнов». Такая же модель встречается у фамилий Рожнов (от Рожон), Сысоев (от Сысой), но с сохранением «н» она редка. Это делает Голубновых носителями нестандартного словообразования: фамилия не укладывается в привычный ряд Голубев — Голубин — Голубков.

Географически фамилия Голубнова чаще всего встречается в центральных и северных областях России — Вологодской, Архангельской, Костромской, где были сильны традиции нецерковных имён. В этих краях имя Голуб фиксируется в писцовых книгах XVI века, а значит, род мог вести начало от крестьянина или посадского человека, получившего прозвище за светлые волосы, глаза или, наоборот, за физический недостаток. Сословная принадлежность предков в большинстве случаев — крестьянская или мещанская, так как дворянские роды с такой фамилией в дореволюционных родословных книгах не значатся.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, Голубнов стоит особняком. Голубев и Голубков — массовые, они почти всегда отсылают к птице, а Голубнов — редкий, и его связь с «голубем» сомнительна. В говорах слово «голуб» могло также означать «любимец», «милый», но в контексте фамилии это скорее народная этимология. Надёжнее держаться версии о древнем личном имени: предок Голубновых был просто Голубом, и его потомки сохранили память об этом в необычной суффиксальной форме.