Алексей Федорович Головинский родился в Петербурге крепостным княгини А.А. Голицыной. Детские годы его прошли в Саратовской губернии в селе Зубриловке - имении, принадлежащем князьям Голицыным.

Со временем пятнадцатилетнего юношу стали привлекать к работе в конторе, где ему доверялись дела, требующие умения и честности. С порученным он справлялся безукоризненно. Впоследствии Алексей Головинский исполнял обязанности бухгалтера, старшего конторщика на Раменской бумагопрядильной фабрике князей Голицыных, а затем Алексея Федоровича назначили управляющим Череповецкой (Новгородская губ.) вотчиной.

В 1840 г. А.Ф. Головинский получил вольную и тогда же приписался в Нижегородские 2-й гильдии купцы.

После женитьбы на дочери тверского купца Святогорова в 1841 г. он поселился в Твери, где через несколько лет перешел в 1-ю купеческую гильдию.

В 1850 г. Алексей Федорович утвержден в звании почетного члена Тверского губернского попечительства детских приютов, а в 1857 г. получил потомственное почетное гражданство, был избран первым бургомистром в магистрат и первым же кандидатом в городские головы. Этот пост А.Ф. Головинский получает в 1863 году.

Неутомимая деятельность, энергия и пожертвования (11 тыс. рублей) Алексея Федоровича способствовали открытию в 1858 г. в Твери Мариинского Высшего женского училища.

В 1858 г. А.Ф. Головинский вступил в звание директора Тверского губернского комитета попечительного общества о тюрьмах и в том же году принял на себя звание члена-корреспондента Тверского губернского статистического комитета.

Крупные суммы А.Ф. Головинский жертвует на благоустройство Твери. Так Алексей Федорович принял самое активное участие в осуществлении проекта по освещению города газом. «Купец А.Ф. Головинский, - писала тогда газета "Тверские губернские ведомости", изъявляет готовность устроить за свой счет 300 фонарных столбов, на что пожертвовал 1 тыс. рублей». И результат - 10 октября 1859 г. главные улицы города осветились новыми фонарями. В дальнейшем Алексей Федорович помогает своими пожертвованиями устроить в Твери и водопровод.

Верный своему принципу: быть полезным ближнему, А.Ф. Головинский пожертвовал 2000 руб. на восстановление жилья погорельцев, пострадавших от пожара 1860 г. Этот благородный поступок нашел последователей из числа тверского купечества и таким образом за несколько дней была собрана крупная сумма денег в помощь несчастным.    

9 мая 1860 г. состоялось открытие публичной библиотеки в Твери. Это торжественное событие произошло благодаря активной деятельности губернатора П.Т. Баранова, собирателя книжного фонда старшего секретаря губернского правления Н.И. Рубцова, благотворителей из местных жителей, а также А.Ф. Головинского, пожертвовавшего крупную сумму - 3 тыс рублей.

Бедственное положение жителей Затьмацкой части города, жилища которых ежегодно заливались паводковыми водами Тьмаки и Волги, не могло не обратить на себя внимание Алексея Федоровича. Он выделяет 10 тыс. рублей из своего капитала на скорейшую постройку защитного вала, впоследствии названного "Головинским".

26 ноября 1865 г. А.Ф. Головинский был избран в Тверское губернское собрание от Твери. И здесь, следуя своим принципам, он отказывается от жалования, которое ему полагалось.

Открытие в Твери первого в российской провинции музея, создание местного общества попечения раненых и больных воинов, губернская сельскохозяйственная выставка, учреждение благотворительного общества "Доброхотная копейка" - все это не обходилось без активного участия А.Ф. Головинского.

За успешное исполнение своих обязанностей в различных городских и общественных организациях Алексей Федорович был награжден золотыми медалями "За усердие" на Андреевской и Владимирской, позднее на Станиславской ленте и также бронзовой медалью - за пожертвование в 1855 г. на ратников Тверской дружины, а в 1863 г. орденом Св. Станислава Ш степени.

21 июня 1871 г., прожив всего 61 год Алексей Федорович Головинский умер. По духовному завещанию значительные средства были выделены на строительство и поддержание народных училищ и школ, на жалование учителям в Твери и Тверской губернии.