Головановский переулок располагается в Северном округе города Москвы, в районе Аэропорт. Протянулся между улицей Авиаконструктора Яковлева и Часовой улицей, а так же параллельно ему пролегают Первый и Второй Балтийский переулки.
Ранее в этой местности располагалось село Всехсвятское и переулок относился к территории этого села в то время он соединялся с Петербургским шоссе. А название переулку было присвоено по фамилии домовладельца, который владел недвижимостью в пределах Головановского переулка.
В 1930-х годах территория переулка была увеличена, его протяжённость увеличилась в сторону севера, здесь был построен студенческий городок «Всехсвятский», архитекторами которого были П. Н. Блохин, Б. В. Гладков и А. М. Зальцман. Переулок пересекал насквозь территорию студенческого городка. Планировка студенческих зданий была выполнена в виде зигзагообразной формы и в связи с этим переулок имеет такую траекторию. В 1933 году на территории Головановского переулка были построены гаражные ангары для первых троллейбусов в Москве. В 1950-х годах южная сторона переулка была застроена жилыми домами и переулок был лишён сообщения с Ленинградским проспектом.
Протяжённость переулка составляет пятьсот пятьдесят метров, вдоль его границ расположены следующие здания и организации, начиная от улицы авиаконструктора Яковлева:
- Колледж архитектуры и строительства № 7.
- Жилые здания относящиеся к 44-му кварталу района Аэропорт.
- Бизнес-центр «Сокол».
- Жилой комплекс «Соколиное гнездо».
- Всероссийский институт научной и технической информации Российской академии наук.
- Жилые здания относящиеся к 20-му кварталу района Аэропорт.
На территории бывшего «Всехсвятского» студенческого городка находятся:
- Жилой комплекс «Весна на Балтийском».
- Территория бывшего детского сада № 187.
- Общежитие РГСУ № 3.
- Общежитие «Сокол» Московского государственного университета инженерной экологии.
- Общежитие МГХПА имени Строганова.
- Общежитие НПП «Радий».
- Второй корпус жилого комплекса «Весна на Балтийском».
А так же не далеко от Головановского переулка находится Российская академия транспорта Московского государственного университета путей сообщения. Около института располагается «Ленинградский рынок», и Амбулаторный пруд за территорией рынка, около пруда ведётся строительство культурно-административного центра и находится кинотеатр «Баку».
Из достопримечательностей расположенных около Головановского переулка можно выделить: лесную опытную дачу Тимирязева, парк Берёзовая роща, Петровский парк.
Ближайшие станции метро находятся на Ленинградском проспекте, станция метро «Сокол». И вдоль Амбулаторного проезда пролегает ветка железной дороги направлением Новоиерусалимская – Москва, Рижский вокзал, со станцией «Красный Балтиец».