Фамилия Крутоголовец звучит необычно и сразу вызывает вопрос: кого на Руси называли «крутоголовым»? Ответ лежит на поверхности — это прозвище, которое дали человеку с круглой, как шар, головой. Устойчивое прилагательное «крутой» в старорусском языке имело значение «кругой, шарообразный» (вспомните «крутой берег» — обрывистый, выгнутый дугой). Так что Крутоголовец — это тот, у кого голова «крутая», то есть круглая, выпуклая, возможно, с короткой стрижкой или лысиной, которая подчёркивала форму.

Модель образования фамилии — редкая. Суффикс -ец указывает на принадлежность к местности или на прозвище, закрепившееся за человеком (сравните: Ростовец — из Ростова, Молодец — удалой человек). В данном случае -ец превратил описательное прозвище в фамилию, которая буквально значит «человек с круглой головой». Это не отчество и не топонимическая фамилия, а чисто прозвищная, что характерно для украинской и западнорусской традиции, где суффикс -ец встречается чаще, чем в северных землях. Поэтому географически фамилия может быть связана с Украиной, Белоруссией или южнорусскими областями (Курская, Воронежская губернии).

Словообразовательный разбор прост: корень крут- (в значении «круглый»), соединительная гласная -о-, корень -голов-, суффикс -ец. Фамилия однотипна с такими редкими образованиями, как Сухоголовец, Остроголовец, но при этом Крутоголовец сохранила архаичное значение «крутой» как «круглый», а не как «суровый» или «изогнутый». В современном языке это может сбивать с толку, но для предков всё было прозрачно.

В ономастических трудах фамилия не упоминается как широко распространённая — она относится к числу редких, штучных. По данным современных баз, носители Крутоголовец встречаются в основном на западе России и в восточной Украине, что подтверждает гипотезу о южнорусском или украинском происхождении. Сословно предки могли быть крестьянами или казаками — прозвища такого типа давали в среде, где внешность служила главным опознавательным знаком, без намёка на род занятий.

Если искать параллели, то стоит вспомнить фамилию Круглов, которая образована от того же корня, но с другим суффиксом. Крутоголовец — более древний и конкретный вариант: он не просто «круглый», а именно «с круглой головой», что делает фамилию почти портретной зарисовкой.