Aleksandr Jakovlevic Golovin nacque a Mosca nel 1863.
Mentre era ancora studente di architettura a Mosca fu affascinato dal teatro, al quale dedicò il resto della sua vita.
Dotato di un ottimo talento, si formò nell'ambiente simbolista del circolo di Abramsevo e del gruppo di Mir iskusstva (Il Mondo dell'arte) e frequentò, con Roeric, Maljutin, Vrubel e Korovin la tenuta di Talaskino, presso Smolensk, della principessa Marja Teniseva. mecenate ed appassionata d'arte.
Ispirandosi all'arte popolare realizzò disegni fantasiosi e pieni di colore, forse derivati da Vrubel, che talvolta si rivelarono troppo ricchi per essere utilizzati in scena.
Golovin divenne capo-scenografo degli Imperiali teatri di San Pietroburgo e nel 1908 iniziò a collaborare con Diaghilev per il quale realizzò le scene per "L’uccello di fuoco" di Igor Stravinskije del "Boris Godunov" di Mussorgski nella rielaborazione di Rimskij-Korsakov, portate in scena a Parigi.
Allo stesso tempo collaborò con il teorico del teatro Mejerhold.
Gli splendidi bozzetti per "Il ballo in maschera" di M. Lermontov, rappresentato alla vigilia della rivoluzione del 1917, furono considerati un annuncio o il principio di una nuova era nel teatro.
Golovin fu in primo luogo un colorista che agli esordi trovò ispirazione nell’arte popolare. I suoi bozzetti erano bei mosaici ricchi di colore, forse derivati da Vrubel, che talvolta si rivelarono troppo ricchi per essere utilizzati per una rappresentazione teatrale.
L'artista morì a Detskoe Selo nel 1930.