Фамилия Плоскоголовая привлекает внимание своей необычной формой — она стоит в женском роде. Это не опечатка и не случайность: перед нами фамилия, которая исторически закрепилась именно в такой грамматической форме, как «Плоскоголовая», а не привычное «Плоскоголовов». В русской ономастике есть небольшая группа фамилий, образованных от прилагательных в женском роде: Белая, Кривая, Долгая, и наша — Плоскоголовая. Чаще всего такие фамилии фиксировались у женщин в документах, а затем передавались по наследству без изменения рода, особенно в среде однодворцев или в некоторых южнорусских говорах.

Основа фамилии — прозвище Плоскоголовый. Его давали человеку с характерной формой головы: либо от рождения (например, приплюснутый затылок), либо из-за профессиональной деформации. В крестьянском быту так могли прозвать того, кто с детства носил тяжести на голове — коромысла, мешки, кувшины, отчего голова со временем как бы «сплющивалась» сверху. Вторая версия, менее бытовая, но возможная: прозвище отражало упрямство или «тугодумие» — в народе говорили «плоская голова» о человеке, которого трудно переубедить или который медленно соображает.

Словообразовательная модель здесь редкая: суффикс -ов- отсутствует, фамилия — чистое прилагательное в полной форме. Это отличает её от подавляющего большинства русских фамилий на -ов/-ев. По географии фамилия Плоскоголовая встречается преимущественно в центральных и южных областях России, особенно в Воронежской, Тамбовской и Ростовской областях. В XIX веке такие фамилии нередко носили однодворцы — потомки служилых людей, живших на южных рубежах государства и сохранявших архаичные формы фамилий.

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные модели упоминаются в разделе «Фамилии, образованные от прилагательных», но специального разбора фамилии Плоскоголовая нет — она слишком редка и локальна. В современных справочниках её иногда путают с формой Плоскоголов, ошибочно считая, что «Плоскоголовая» — это женский вариант от мужской фамилии Плоскоголов. На деле же это самостоятельная фамилия, которая не меняется по родам: и мужчина, и женщина могут носить Плоскоголовую, хотя в паспортах у мужчин её часто «исправляют» на Плоскоголов.