Федор родился в 1650 году. Отец его, Алексей Петрович, служил в приказах и дал сыну хорошее образование. Позднее он был тобольским воеводой, укрепил город земляным валом и сделал первое размежевание Сибири.
Федор Головин начал службу при царском дворе. Князь В.В. Голицын, правая рука правительницы Софьи, заметил способности молодого стольника. Головину, пожалованному в окольничьи, доверили важное, но сложное и опасное предприятие, послали Великим и Полномочным послом с титулом «брянского наместника» для заключения договора с Китаем перед намеченным походом в Крым. Возможно, свою роль сыграло желание удалить одного из сторонников Петра в период борьбы за власть. В непростых условиях, когда маньчжуры угрожали силой, посол, пользуясь красноречием и дарами, 27 августа 1689 года заключил первый в истории русско-китайский Нерчинский договор, установивший границу между двумя государствами. Головин укрепил Нерчинск, приказал разорить Албазин (крепость на Амуре). 10 января 1690 года он вернулся в Москву и представился царям Ивану и Петру. За труды посла произвели в бояре и назначили наместником Сибири, хотя и поставили в вину потерю Албазина. Петр I, который обрел власть после смещения Софьи, несколько дней слушал рассказы Головина о Сибири и путешествии. Видимо, успех боевых действий против маньчжуров в противовес неудаче Крымских походов побудил царя назначить боярина генерал-комиссаром. Тот стал членом окружения Петра, к которому принадлежали ближайшие к нему люди. Федор Алексеевич дружил с Ф. Лефортом, он первым из бояр сбрил бороду, чем укрепил доверие к себе царя.
Летом 1696 года Головин во втором Азовском походе, командуя авангардом галер, дошел вместе с Петром по Дону до Азова. Его суда вели поиск неприятеля в море, не пропуская турок в крепость. После взятия Азова Головин участвовал в торжественном въезде победоносных войск в Москву 30 сентября.
В 1697 году Федор Алексеевич стал начальником Оружейной палаты, а затем и участником Великого посольства, с которым Петр I отправился за границу. Второй посол (первым был Лефорт), сибирский наместник и генерал-комиссар Головин, вел основную дипломатическую работу. Одновременно он занимался и делами морскими. Адмиралтеец Протасьев сообщал ему из России о строительстве Азовского флота. В Голландии боярин принимал самое деятельное участие в найме моряков-иноземцев и закупке необходимых для флота инструментов, оборудования.
Особенно Головин добивался, чтобы на службу приняли опытного моряка Корнелия Крюйса, который помогал послу нанимать офицеров в Голландии. Вице-адмирал К. Крюйс и другие нанятые тогда специалисты стали инструкторами будущих российских флотоводцев. Головин распоряжался финансами посольства, распределял молодых стольников, которых привезли из России для учебы в Англии, Голландии и Венеции. Когда царь ездил в Лондон, боярин приезжал к нему и заключил с лордом Кармартеном договор о поставках в Россию табака, что позволило оплатить расходы по закупке оборудования. Посол побывал с царем в Гааге, Вене. В Венецию не поехали: пришло известие о стрелецком бунте, и Петр I с ближайшими людьми (Лефортом, Головиным и Меншиковым) срочно возвратился в Россию.
Работа в посольстве показала организаторские способности Ф.А. Головина. Он продолжал управлять Оружейной палатой. 11 декабря 1698 года в Москве был учрежден «Приказ воинского морского флота» — Головин вступил в управление этим приказом (он отвечал за служащих в русском флоте иностранцев) и монетным двором. Позднее он стал главой Ямского приказа, одно время руководил медицинским ведомством. Приходилось ему участвовать в допросах стрельцов. Царь в знак уважения своего сподвижника приказал выбить медаль, на одной стороне которой вычеканили портрет Головина, на другой — фамильный герб с надписью «Et consilio et zobore» («И советом, и мужеством»). Петр учредил первый в России орден Святого Андрея Первозванного. 10 марта 1699 года Ф.А. Головин стал первым кавалером этого ордена. А 21 апреля 1699 года после смерти адмирала Ф.Я. Лефорта царь произвел Федора Алексеевича в адмиралы.
Головин был одним из немногих, знавших план царя о войне со Швецией и взятии Нарвы. Но чтобы начинать войну на севере, следовало освободиться от угрозы с юга. Было решено продемонстрировать силы флота, построенного в Воронеже за последние годы.
Весной 1699 года дьяк Посольского приказа Е.И. Украинцев получил повеление ехать послом в Константинополь. Ему предоставили корабль «Крепость», а сопровождать посольское судно до Керчи должен был весь флот. Для солидности командовать эскадрой («морским воинским караваном») царь назначил адмирала Головина. Фактически флотом управляли, конечно, опытные иноземцы. Но на эскадре шел сам Петр с приближенными, чтобы ближе ознакомиться и с водной стихией, и с морской службой.
Неожиданное появление грозной эскадры у Керчи и салют посольского корабля вблизи стен дворца султана продемонстрировали, что Россия способна за короткий срок создать флот, по численности не уступавший турецкому. Демонстрация возымела действие: Турция подписала договор, по которому уступила России Азов и его окрестности.
Тем временем Россия готовилась воевать за Балтику. В октябре 1699 года, участвуя в переговорах со шведским посольством, добивавшимся подтверждения Кардисского мира, Головин обоснованно сообщил об отказе царя от «крестного целования» в подтверждение договора, что было важно перед началом войны за пересмотр границ, договором установленных. 23 февраля 1700 года, оставив звания ближнего боярина, адмирала и наместника Сибири, Петр I назначил Головина Президентом Посольских дел и начальником нескольких приказов.
Распуская стрелецкое войско, царь формировал регулярную армию. Комиссию по набору, комплектованию и обучению в Преображенском возглавил Ф.А. Головин. К весне 1700 года были собраны и подготовлены 27 пехотных и 2 драгунских полка. Вооружили их фузеями и мушкетами, которые Головин закупал за границей. Когда до Москвы дошло сообщение о мире с Турцией, пришли в движение подготовленные войска. 19 августа Петр I пожаловал Головина званием первого русского генерал-фельдмаршала и поставил его во главе 45-тысячной армии, выступившей к Нарве. Скорее всего, адмирал отказался от нового чина и сопровождал царя как советник и дипломат. Осада крепости затянулась. Но принять унижение поражения Головину не пришлось: 19 ноября царь отправился за подкреплениями, оставив командующим герцога де Кроа, а Головина взял с собой. 12 января 1701 года Головин подписал с датским посланником Гейнсом договор о союзе, в феврале участвовал в переговорах Петра с Августом II, а в марте — в совещании о плане совместных военных действий.
14 января 1701 года в Москве была основана школа «математических и навигацких» наук; ее начальником царь назначил Головина.
30 мая 1702 года Головин с царской свитой приехал в Архангельск. Готовилась необычная операция. 6 августа русская эскадра во главе с адмиралом отправилась к Соловецким островам, а затем к деревне Нюхче, откуда начиналась «Государева дорога». По этой дороге войска протащили к Онежскому озеру 2 судна, которые использовали для взятия крепости Нотебурга. Головин участвовал в осаде. 16 ноября он был вторым из русских (первым успел стать А.Д. Меншиков) возведен в графское достоинство — грамоту он получил от римского императора Леопольда I. 10 мая следующего года старейший кавалер ордена Святого Андрея возложил его знаки на царя и Меншикова, которые с отрядом гвардейцев на лодках взяли в устье Невы шведские суда «Гедан» и «Астрильд».
Основной деятельностью Ф.А. Головина оставалась дипломатия. 28 июня 1703 года он заключил договор с литовским послом о выступлении Литвы против Швеции. Когда французское правительство добивалось союза с Россией против Австрии, Головин доказал царю, что нет смысла нарушать дружбу с Австрией, Польшей, Англией, Данией, Пруссией и Голландией ради этого союза. 24 февраля 1704 года он отпустил французского посла, а летом того же года под Нарвой подписал новый договор о совместных действиях с Польшей. В 1705 году глава Посольского приказа не допустил вмешательства англичан в торговые дела России, в следующем — безуспешно пытался вести переговоры со шведским королем. Потребовалось нанести ряд поражений шведам, прежде чем Карл XII подумал о мире.
Перегруженный массой обязанностей, Головин успевал заниматься и вопросами развития морских сил. При основании Балтийского флота адмирал получил обязанность «смотреть на него яко вышнему правителю». Фактически Головин не мог лично много заниматься флотом. Однако, управляя монетным двором, он за 1700–1702 годы увеличил выпуск монеты более чем вдвое; этому способствовало использование серебряной руды, найденной у Нерчинска. Средства от монетного двора шли на содержание и строительство флота. Головин держал под контролем обучение, набор кадров, судостроение. Сохранилась его переписка, из которой следует, что генерал-адмирал следил за постройкой судов на Сяси и Олонецкой верфи. Понятно, что адмирал имел право с гордостью писать 3 мая1704 года:
«…Е.Ц.В. уже сего году в кратком времени флот в 20-ти кораблях и фрегатах состоящий купно с 7-ю великими галерами и 10 бригантинами (из которых на каждой по 50 человек и по 5 пушек обретается) на Балтийское море вывесть может, из которого флота уже несколько кораблей у острова Рычерта (Котлина — Н.С.) в 6 милях от Петербурга стоят и достальные в кратце туда же последовати будут, при котором острове на самом проезде и корабельном ходе крепость со многими пушками, в самом море, зимою как мерзло было, из дерева и камени основана и построена есть, и уже и пушками вооружена, и тако ныне неприятельские корабли за столько миль не могут сюда приближаться».
На кораблях окруженный административными заботами Федор Алексеевич почти не бывал; только в мае 1706 года по приезде в Санкт-Петербург адмирал посетил флот, стоявший у Кронштадта; шаутбенахт Боцис по указанию царя устроил ему торжественную встречу, «как водится в Венеции».
В конце июня 1706 года Петр выехал в Киев и указал Головину прибыть к нему. Адмирал, проводивший переговоры с Пруссией, отправился в Киев, но в Глухове заболел и умер. Очевидно, летняя жара и военные хлопоты не позволили достойно и торжественно похоронить первого генерал-адмирала; только зимой его тело доставили в Москву. Похоронили Ф.А. Головина 22 февраля 1707 года. Покоился он в Симоновом монастыре, где была фамильная усыпальница графов Головиных. Надпись на памятнике гласила:
«Лета от сотворения мира 7214-го, а от Р.Х. 1706 года, Июля 30 дня, на память Святых Апостол Силы и Силуана, преставился Его Высокографское Превосходительство Федор Алексеевич Головин, Римского Государства Граф, Царского Величества Государственный Великий Канцлер и посольских дел верховный Президент, ближний боярин, морского флота Адмирал, наместник Сибирский и Кавалер чинов: Святого Апостола Андрея, Белаго Орла и „Генерозитеи" (Generoesite) и пр.».
Могила не сохранилась. Уже в начале XX столетия от надписи на ней остались только воспоминания. Ныне на месте захоронения стоит Дворец культуры ЗиЛа.
Ф.А. Головину не довелось увидеть в блеске побед новую Россию и славу заложенного его трудами флота. После смерти его обязанности пришлось распределить на несколько человек: никто не мог выполнять их все в одиночку. Тем более в наши дни следует помнить одного из тех, кому Россия обязана первыми государственными успехами конца XVII — начала XVIII века.
