Фамилия Гольяновы — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка связано с рыбой, а не с именем или профессией. В центре фамилии — слово «гольян» (или «голец»), мелкая речная рыбка семейства карповых. Прозвище Гольян могли дать человеку невысокого роста, юркому, вертлявому или, наоборот, невзрачному, «мелкому» по положению. В русских говорах у слова были и переносные значения: так иногда называли бедняка, «голяка» — тут прослеживается звуковая близость к «голь» (голь перекатная). Но прямая связь с названием рыбы всё же первична и зафиксирована в ономастике.

Суффикс -ов указывает на стандартную патронимическую модель: Гольянов — сын Гольяна. Фамилия образовалась в среде крестьян и посадских людей, где прозвища из бытовой и природной лексики были обычным делом. В отличие от фамилий на -ин, образованных от основ на -а/-я (Гольянин — от Гольяня), форма Гольянов говорит о том, что исходное прозвище имело твёрдое окончание: Гольян.

У фамилии есть географический след. Она встречается в старых переписях северных и центральных губерний России — в Архангельской, Вологодской, Костромской. Там рыбный промысел был частью повседневной жизни, и прозвища по названиям рыб (Ершов, Окунев, Щукин) были особенно распространены. Гольяновы из тех мест могли быть потомками рыбаков или просто людей, получивших меткое уличное прозвище.

Интересно, что в некоторых говорах «гольяном» называли не только рыбу, но и бойкого, пронырливого парня. Так что предок-Гольян мог быть не мелким, а, наоборот, шустрым и изворотливым — прозвище не всегда несёт уничижительный оттенок. Встречается и вариант фамилии с ударением на второй слог — Голья́нов, что характерно для южнорусского акающего произношения.

Фамилия недворянская, не принадлежала к титулованным родам. В дореволюционных списках Гольяновы — в основном крестьяне и мещане. В современной России фамилия редкая, её носители живут в основном в Центральной России и Поволжье.