Федор Алексеевич Головин родился в 1650 году. Он происходил из старинного боярского рода, известного в России более четырехсот лет.

   Летом 1696 года Головин, командуя авангардом галер, дошел вместе с Петром по Дону до Азова. Его корабли 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 возрасте 47 лет Федор Алексеевич стал начальником Оружейной палаты, и в том же году участником Великого посольства, с которым Петр I отправился за границу. Второй посол и генерал-комиссар Головин, вел основную дипломатическую работу. Одновременно он занимался и делами морскими - в Голландии боярин принимал самое деятельное участие в найме иностранных моряков и закупке необходимого для флота оборудования. Особенно Головин добивался, чтобы на службу приняли опытного моряка Корнелия Крюйса, который помогал послу нанимать офицеров в Голландии.
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 там заключил договор о поставках в Россию табака.
Ф.А. Головин обладал очень хорошими организаторскими способностями: он продолжал управлять Оружейной палатой; в декабре 1698 года Головин вступил в управление Монетным двором и приказом Военного Морского Флота, только что учрежденного в Москве. Позднее он стал главой Ямского приказа, а одно время даже руководил Медицинским ведомством.
Царь, в знак уважения своего сподвижника, приказал выбить медаль, на одной стороне которой был портрет Головина, на другой - фамильный герб с надписью "Et consilio et zobore" (лат. "И советом, и мужеством"). 10 марта 1699 года Ф.А. Головин стал первым кавалером ордена Св. Андрея Первозванного - первого ордена, учрежденного в России. А 21 апреля того же года, после смерти адмирала Лефорта, царь произвел Федора Алексеевича в адмиралы.
Чтобы начать войну со Швецией, России следовало освободиться от угрозы с юга. Было решено продемонстрировать силы флота, построенного в Воронеже за последние 3 года. Для солидности командовать эскадрой назначили адмирала Головина.
Неожиданное появление русской эскадры у Керчи и салют посольского корабля вблизи дворца султана доказали, что Россия способна за короткий срок создать флот, по численности не уступавший турецкому. В 1700 году было заключено перемирие с Турцией.
23 февраля 1700 года, сохранив звания ближнего боярина, адмирала и наместника Сибири, Петр I назначил Головина Президентом Посольских дел и начальником нескольких приказов. 14 января 1701 года в Москве была основана школа математических и навигационных наук; ее начальником царь назначил Головина. 16 ноября 1702 года он был вторым, из русских, возведен в графское достоинство.
Несмотря на все его заслуги, основной деятельностью Ф.А. Головина оставалась дипломатия. 28 июня 1703 года он заключил договор с литовским послом о выступлении Литвы против Швеции. А в 1706 году глава Посольского приказа пытался вести переговоры со шведским королем, но потребовалось нанести ряд поражений шведам, прежде чем Карл XII подумал о мире.
Перегруженный массой обязанностей, Федор Алексеевич успевал заниматься и вопросами развития морских сил. Управляя монетным двором, он за 2 года увеличил выпуск монеты более чем вдвое: средства от монетного двора шли на содержание и строительство флота. Также Головин отвечал за обучение и набор моряков. На самих кораблях Головин почти не бывал. Только в мае 1706 года, приехав в Санкт-Петербург, адмирал посетил флот, стоявший у Кронштадта.
В конце июня 1706 года адмирал по приказу Петра I отправился в Киев, но в Глухове заболел и умер. Только зимой, спустя почти полгода, его тело доставили в Москву. Похоронили Федора Алексеевича Головина 22 февраля 1707 года в фамильной усыпальнице графов Головиных в Симоновом монастыре.
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: Св. Апостола Андрея, Белого Орла и "Генерозитеи»