Vaszilij Mihajlovics Golovnyin Rjazanyban látta meg a napvilágot. 1795-1806 között tisztként szolgált az Északi-tengeren és önkéntesként angol hadihajókon a Földközi-tengeren és az Atlanti-óceánon. Ekkor dolgozta ki új tengerészeti jelzéseit. 1807-ben tengeri útra indult, hogy I. Sándor cár kormányának megbízásából Ázsia északkeleti és Amerika északnyugati partjait kutassa. 1810-ben Kamcsatkából az orosz-amerikai Baranov-szigetre hajózott, majd visszatért. 1811-ben bejárta, leírta és feltérképezte a Kuril-szigeteket. Kunasir szigetén Golovnyin hat társával japán fogságba esett, s csak 1813-ban, az oroszok Napóleon feletti győzelme után szabadultak ki. Visszatértek Petropavlovszkba, 1814-ben pedig legénységével együtt, Szibérián keresztül Pétervárra. Eleven stílusban megírt könyvét, amely a Golovnyin feljegyzései a japánok fogságában címmel jelent meg, nagy érdeklődés fogadta, két évszázad után ez volt az első könyv Japánról. Második könyve A Diana fregatt útja Kronstadtból Kamcsatkába címmel jelent meg. 1817-19 között újabb földkörüli utat tett a Kamcsatka hajó parancsnokaként. Hosszabb időt töltött Kamcsatkán és Orosz-Amerikában. Ezt az útját is megírta Utazás a Föld körül a Kamcsatkán címmel. Élete utolsó éveiben mint altengernagy, magas tisztségeket töltött be a Tengerészeti Hivatalban. Az orosz flotta nagy rajongója volt, Feljegyzések az orosz hajóhad állapotáról 1824-ben című művében oly élesen bírálta a cári haditengerészetet, hogy csak 1861-ben lehetett kiadni, akkor is álnéven jelent meg. 1831. július 11-én halt meg Szentpétervárott. Összes műveit 1864-ben fia adta közre.