Родился 13 января 1989 года в городе Брно (Чехословакия). Отец — Павел Головин, военный лётчик в отставке, мать — домохозяйка. У Александра есть старшая сестра Евгения. 

С детства проявлял артистические способности — занимался танцами, участвовал в модельных показах и съёмках в детских телепроектах, включая «Ералаш». 

Профессиональный путь стартовал с музыкального мюзикла «Норд-Ост», где Головин сыграл одну из главных ролей. Не имеет профессионального актёрского образования.