Актер, режиссер, заслуженный артист РСФСР (1927).
Родился 27 марта 1879 года на станции Бисерть Свердловской ж.елезной дороги.
В 1902 окончил курсы Московского филармонического общества, принят в труппу Малого театра.
В 1909 гастролировал в Челябинске.
В 1935 в составе труппы Малого театра приехал на гастроли в Челябинск, по предложению областного руководства в течение 2 сезонов был главным режиссером Челябинского театра драмы (1936-1938). Являясь актером старой русской драматической школы, осуществлял постановки в лучших традициях Малого театра, особое внимание уделяя классике. Первым его спектаклем в Челябинске была пьеса Н. Гоголя «Ревизор», в которой на сцене Малого театра Головин сам в течение 18 лет играл Городничего, эту роль он сыграл и на челябинской сцене. Кроме этого, он поставил в Челябинске «Стакан воды» Э. Скриба, «Каменного гостя» и «Скупого рыцаря» А. Пушкина, «Горе от ума» А. Грибоедова, «Бешеные деньги» А. Островского. Но главное – он собрал вокруг себя постоянный творческий коллектив. К нему в Челябинск как к очень известному и уважаемому артисту съезжались многие талантливые актеры: В. А. Виннов, П. И. Кулешов, А. С. Лескова, С. С. Прусская, И. Е. Рагозин и др.
Сергей Аркадьевич Головин заложил в основу деятельности челябинской труппы реалистические традиции русского психологического театра.
Умер 9 октября 1941 года в городе Щелыково Костромской области.