Фамилия Красноголовец образована от прозвища, в основе которого лежит словосочетание «красная голова». В старину прилагательное «красный» имело несколько значений, и самое распространённое из них — «красивый». Поэтому первая и самая очевидная версия: такое прозвище мог получить внешне привлекательный, видный человек. Однако «красный» — это ещё и цвет, и здесь открывается вторая, не менее правдоподобная гипотеза: Красноголовцем называли обладателя ярко-рыжих волос. В народе рыжина всегда бросалась в глаза, и цветовая характеристика легко превращалась в постоянное прозвище.

Есть и третья версия, которая отсылает нас к украинскому языку. На Украине словом «красноголовец» называют съедобный гриб с красной или оранжевой шляпкой — тот самый подосиновик. Если прозвище пошло от этого слова, то его давали не по внешности, а по роду занятий или привычке: Красноголовцем могли прозвать заядлого грибника, который знал все грибные места и часто возвращался с полной корзиной именно этих грибов.

Словообразовательная модель фамилии — суффикс -ец — указывает на то, что прозвище закрепилось за человеком как именование по характерному признаку. Такие фамилии на -ец (как и на -ов, -ин) типичны для южнорусских и украинских земель, что косвенно подтверждает украинский след в происхождении. В отличие от фамилий с притяжательными суффиксами (Красноголов, Красноголовов), форма Красноголовец не говорит о принадлежности отцу, а прямо называет самого носителя прозвища. Это редкий случай, когда фамилия почти дословно сохранила исходное прозвище без дополнительных родовых окончаний.