Интересный актер, и роли его — большие или совсем маленькие — запоминаемы. За всеми работами чувствуется характер, индивидуальность, личность. Наиболее ярко ему удавались роли отрицательных персонажей. Шпион Николай Горелов в фильме «Тайна двух океанов», пожалуй, лучшая роль Сергея Голованова в его кинокарьере.
Сергей Голованов родился в крестьянской семье в деревне Ново-Харитоново под Москвой 8 октября 1909 г. Как и все крестьянские дети, был приучен к труду — умел косить, ухаживать за скотиной, помогал по дому, работал на огороде, присматривал за младшими детьми. Учился в школе, затем — в Москве, в керамическом училище. Несколько лет работал по специальности «изготовитель художественных изделий из керамики».
Постепенно почувствовал тягу к театральному искусству. Начинал с любительских трупп, но желание стать профессиональным артистом привело его поначалу в театральную студию «Постройка», закончив которую в 1937 году Сергей стал актёром театра Морфлота, затем — Первого Колхозного театра в Москве.
В 1941 году Голованов ушел добровольцем на фронт. Но в 1942 году командование, отметив его незаурядные способности, отправило Сергея во фронтовой театр, в составе которого он выступал до конца войны. Затем до 1952 года состоял в труппе драмтеатра советских войск в Германии, а с 1953 года стал актером Театра-студии киноактера, где играл много и интересно.
Сергей Голованов очень любил театр, любил сцену, в театре-студии им были созданы замечательные работы в спектаклях: «Миссурийский вальс» Н.Погодина (Джонни Джинарди), «Достигаев и другие» М.Горького (Достигаев), «Васса Железнова» М.Горького (Прохор), «Живой труп» Л.Толстого (Каренин) и др. Сергей Петрович мечтал играть во МХАТе, но этого, к сожалению, не случилось.
Увидев актера на сцене, режиссеры стали приглашать его в свои фильмы. Дебютом стала драма «Они спустились с гор», в которой Сергей сыграл роль сталевара Буланова. После этого к Голованову, можно сказать, выстроилась очередь из кинорежиссеров: он исполнил одну из главных ролей, хитроумного шпиона Николая Горелова, в детективе «Тайна двух океанов», штандартенфюрера Вегелейна в драме «Без вести пропавший», Дровосека в сказке «Звездный мальчик», председателя жюри в музыкальной комедии «Девушка с гитарой», Селихова в военном фильме «По тонкому льду», Петра Панина в «Емельяне Пугачеве» и многих других картинах.
Одна из наиболее крупных работ актера — роль вражеского разведчика Горелова в фильме «Тайна двух океанов». Сергей Голованов выразительно сыграл инженера-механика, члена экипажа подводной лодки, а на самом деле — зловещего диверсанта, который ловко выдает себя не за того, кем является на самом деле. В паре с актером Михаилом Глузским в фильме получился замечательный шпионский дуэт. Даже их внешность соответствовала представлениям об облике коварных шпионов.
Сергей Петрович обладал хорошим чувством юмора, любил шутки, розыгрыши. Дружил с актером Станиславом Чеканом, таким же веселым и жизнерадостным человеком. Они часто дурачились как дети, придумывая забавные проделки. Правда, Станислав любил крепко выпить, но не в театре, ни на площадке никогда, по отзывам коллег, не появлялся под хмельком. Эти места были для него святыми.
Женат Сергей Петрович был на известной советской и российской актрисе Марии Виноградовой. У них родилась дочь Ольга. На момент рождения долгожданного ребенка отцу исполнилось 54 года, а маме — 42. Дочь пошла по стопам родителей, окончив ГИТИС. Иногда снимается в небольших ролях, но в основном озвучивает зарубежные кинофильмы.
Сергей Петрович Голованов ушел из жизни в Москве 4 октября 1990 года после тяжелой болезни. Ему было 80 лет.