Фамилия Верхоглазова — женская форма мужской фамилии Верхоглазов. Её основа — прозвище Верхоглаз, которое в русских говорах имело два разных, но одинаково ярких значения. Первое — «верхогляд», то есть человек невнимательный, скользящий по поверхности, не вникающий в суть. Второе — буквальное: тот, у кого глаза навыкате, «верхние» глаза, выпуклые. Какая из версий верна — зависит от конкретной семьи, но обе говорят о внешней или поведенческой особенности, которая сразу бросалась в глаза окружающим и закрепилась в прозвище.

Морфологически фамилия образована по простой и распространённой модели: основа «верхоглаз» плюс патронимический суффикс -ов. В русской традиции суффикс -ов указывал на принадлежность: Верхоглазов — сын Верхоглаза. Такая модель была типична для крестьян и мещан центральной России, где прозвища часто переходили в фамилии без изменений. Суффикс -ов здесь работает как маркер «чей?», а не как указание на сословие, поэтому фамилия могла возникнуть в любой среде.

Географически фамилия Верхоглазов встречается в основном в северных и центральных областях России — в Вологодской, Архангельской, Кировской, а также на Урале. Это зона бытования северорусских говоров, где слово «верхоглаз» в значении «верхогляд» было особенно употребительно. В южных регионах фамилия фиксируется реже, что подтверждает её диалектную природу.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Верхоглядов, Верхогладов — показывает, что форма Верхоглазов сохранила более архаичный корень «глаз» вместо «гляд». Это говорит о том, что прозвище возникло до того, как в литературном языке закрепился глагол «глядеть» в значении «смотреть». В говорах «глаз» оставался активным словообразовательным элементом дольше, поэтому фамилия Верхоглазова — живой след народной речи, а не книжного происхождения.

В документах XVII–XVIII веков встречаются отдельные упоминания крестьян и посадских людей с прозвищем Верхоглаз, но массовое закрепление фамилии произошло позже, в XIX веке, когда крестьянам начали массово присваивать фамилии по прозвищам. Тогда Верхоглазовы могли стать как вольными хлебопашцами, так и ремесленниками — единого сословного профиля у фамилии нет.