С 1895 г. - приват-доцент и в 1895 году утверждён в должности старшего ассистента глазной клиники Московского университета. В 1903 году Головин был избран на должность профессора на кафедре офтальмологии Новороссийского университета в Одессе. В 1911 году Головин переехал в Москву, где был избран на должность главного врача Московской глазной больницы и ординарным профессором Московского университета по кафедре офтальмологии и занимал эти должности до революционных событий 1917 года.

С 1837 г. – профессор богословия и капеллан ИУСвВ

Казанский университет: 1861-1862 гг. - хранитель музея при минералогическом кабинете Императорского Казанского университета; январь 1865-1868 гг. - приват доцент Императорского Казанского университета; 1868-1869 гг. - экстраординарный профессор Императорского Казанского университета; 1869-1871 гг. - ординарный профессор Императорского Казанского университета. Новороссийский университет: 1871-1886 гг. - ординарный профессор Императорского Новороссийского университета; 1877-1881 гг. - ректор Императорского Новороссийского университета.

1855-1860 - Адъюнкт кафедры монгольской и калмыцкой словесности факультета Восточных языков 1860-1884- Экстраординарный профессор кафедры монгольской и калмыцкой словесности факультета Восточных языков 1884-1889 - Заведующий кафедрой монгольской и калмыцкой словесности факультета Восточных языков 1884-1899- Ординарный профессор кафедры монгольской и калмыцкой словесности факультета Восточных языков

Май - октябрь 1869 г. - приват-доцент по кафедре гистологии Императорского Казанского университета; Октябрь 1869 - 1871 гг. - экстраординарный профессор Императорского Казанского университета;

С 1885 г. – приват-доцент, с 1891 г. – и.д. экстраординарного, с 1900 г. – ординарный профессор по кафедре церковной истории ИУСвВ.

В 1823–1824 гг. – профессор философии ИВилУ.

В 1804-1811 г. - ординарный профессор по кафедре астрономии физико-математического факультета ИМУ

В 1889-1895 гг. - приват-доцент юридического факультета Санкт-Петербургского университета. 18 августа 1895 г. назначен экстраординарным профессором по кафедре гражданского права и судопроизводства. С 1897 г. по инициативе Г. был устроен юридический кабинет при С.-Петербургском университете, которым он заведовал много лет подряд. С 31 октября 1898 г. он был избран на год секретарем юридического факультета. Однако, несмотря на отсутствие докторской степени, в сентябре 1899 г. Г. был назначен ординарным профессором по кафедре гражданского права и судопроизводства после того как было определено его назначение ректором университета. Ректором Г. был назначен 18 сентября 1899 г. на 4 года, после увольнения В.И. Сергеевича. Несмотря на 25-летнюю выслугу, Г. продолжал профессорскую деятельность на факультете, трижды (1904, 1908, 1912) избирался его деканом. 9 февраля 1908 г. он был утвержден заслуженным профессором. Проработал в университете до 1920 г.

Лектор кафедры китайской и манчжурской словесности факультета Восточных языков Санкт-Петербургского университета