Сергій народився в селі Ясени Сумської області, дитинство провів в селі Симонівка. Навчався у Харківському національному університеті внутрішніх справ за спеціальністю «Правознавство». Після закінчення вишу переїхав до Сум. Працював старшим слідчим у міському відділі поліції ГУНП України в Сумській області.
Під час повномасштабного вторгнення Сергій боронив незалежність України у складі окремого штурмового батальйону Національної поліції України «Лють», служив інспектором УПОП №1 штурмового полку «Сафарі».
«З дитинства цікавився та займався футболом Багато читав, дуже любив історію України, активно її вивчав. Писав вірші та пісні. Під час навчання в університеті грав у КВК. Сергій – приклад для інших. Всі, хто знав його, памʼятають як сміливого, відважного. Він був опорою, найкращим татом для донечки, чоловіком для дружини, сином для батьків», – розповіла дружина Яна.
Поховали захисника на Алеї Слави Баранівського кладовища у місті Суми.
Посмертно Сергія Голованьова нагородили орденом «За мужність» III ступеня.
У нього залишилися донька, дружина, батьки, сестра та інші рідні.
