Фамилия Гомоловы — один из примеров того, как простое прозвище, данное по внешности или занятию, закрепилось в родовом имени. Основа фамилии — слово «гомола», которое в старых говорах означало «ком», «шар», а в уменьшительной форме — «детская соска». Отсюда две основные версии её происхождения.

Первая версия — прозвищная. Гомолой могли назвать полного, круглого или неуклюжего человека, чья фигура напоминала ком. Такие прозвища по внешнему виду — один из самых древних пластов русских фамилий, они часто возникали в крестьянской среде и передавались по наследству.

Вторая версия — профессиональная. Если прозвище образовано от уменьшительного значения, то Гомолой могли называть мастера, который делал детские соски или игрушки. В этом случае фамилия указывает на ремесло предка, что встречается реже, чем прозвища по внешности, но тоже вполне логично.

Есть и третья, менее распространённая, гипотеза, связывающая фамилию с украинским словом «гомiлка» — «голень», «берцовая кость». Если это так, то прозвище могло относиться к человеку с длинными или кривыми ногами. Однако эта версия спорна, так как фонетически «гомола» и «гомiлка» различаются, и прямое заимствование маловероятно без дополнительных диалектных подтверждений.

Суффикс -ов указывает на стандартную русскую модель образования фамилий: так называли сына или потомка человека по прозвищу — «чей?» — Гомолов. Эта модель была самой массовой в Центральной России и на севере, поэтому фамилия могла возникнуть в разных регионах независимо.

Точное место и время появления фамилии Гомоловы установить сложно — такие прозвищные фамилии фиксировались в документах начиная с XV–XVI веков, но могли возникать и позже, вплоть до XIX века, особенно в среде крестьян, которые получили фамилии официально только после отмены крепостного права.