В 1904  г.  родился в Самаре (Куйбышеве) в крестьянской семье.

После окнчания средней приходской школы работал чертежником сначала в Самаре, затем в Самарканде.

В шестнадцать лет одержал победу на конкурсе эскизов большого политического панно, заказанного местным учреждением.

В 1921 г. в Самарканде становится  членом местного союза художников.

В 1922 г. возвратился в Самару и поступил на Археолого-этнографические курсы при Самарском университете.

В 1923 переезжает в Москву и в течение пяти лет обучается в студии Д.Н. Кардовского, - "авторитетнейшего мастера старой русской реалистической традиции". См. Сидоров А. "Леонид Федорович Голованов. Мастер советского плаката." М. Л., 1949. Стр. 10.

В 1928 г. по окончании курсов Кардовского начал работать ретушером в "Крестьянском журнале", затем иллюстратором в основном детских книг (вплоть до 1947 г.).   

1929 г. впервые участвовал в выставке выпускников Д.Кардовского (вместе с известными впоследствии плакатистами Шмариновым Д.А., Астаповым И.С.).

В 30-х годах участвовал в выставках как художник.

В 1937-1941 г г. преподавал в Московском архитектурном институте, Московском городском художественном институте.

После начала войны начинает заниматься плакатом, вступив в организованную В.Б.Корецким студию плакатов для общества Красного креста и Красного полумесяца.

Первый плакат Л. Голованова относится к 1942 г.

В 1942 г. начинает работать по созданию плакатов, рисунков на открытках, выпускаемых Государственным издательством "Искусство", эскизов почтовых марок.

В 1943 г. Л.Голованова мобилизуют для службы в Красной армии и затем командируют в состав художников студии имени Грекова.

В 1946 г. Л. Голованову присуждена Сталинская премия за работы 1942-1945 годов. 

В 1954 г. присвоено звание "Заслуженный деятель искусств РСФСР".

В 1980 г. умер в Москве.

Посмотреть плакаты автора в коллекции Серго Григоряна