Народився 4 вересня 1961 р. у с. Жовтнева Готня Борисівського району Бєлгородської області (Російська Федерація).У 1978 р. закінчив середню школу, у 1978—1983 рр. навчався в Харківському зооветеринарному інституті на ветеринарному факультеті. Після закінчення з відзнакою ВНЗ декілька місяців працював ветеринарним лікарем у багатопрофільному радгоспі «Борисовський» Бєлго­родської області. З листопада 1983 р. по травень 1985 р. служив у лавах Збройних сил Радянського Союзу. З травня 1985 р. А. М. Головко був на посаді завідувача лабораторії ветсанекспертизи № 5 м. Харкова.Упродовж 1985—1989 рр. навчався на очному відділенні аспіран­тури Українського науково-дослідного інституту експериментальної ветеринарії УААН (м. Харків). У квітні 1989 р. успішно захистив дисертацію на здобуття наукового ступеня кандидата ветеринарних наук на тему: «Адгезивный антиген К99 у патогенных для телят эшерихий и его иммуногенные свойства» у Білоруському науково-дослідному ін­ституті експериментальної ветеринарії ім. С. М. Вишелеського. Після закінчення аспірантури А. М. Головко з січня 1989 р. по грудень 2000 р. залишився працювати в тому самому інституті (нині — Національний науковий центр «Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини») на посадах молодшого, старшого наукового співробітника та завідувача сектору.З 1996 р. А. М. Головко був завідувачем лабораторії вивчення інфекційних хвороб молодняку ІЕКВМ УААН, де захистив дисертацію на здобуття наукового ступеня доктора ветеринарних наук «Засоби діагностики та специфічної профілактики колібактеріозу телят на основі факторів патогенності збудника».У 1999 р. А. М. Головка було призначено на посаду заступника директора ІЕКВМ з наукової роботи.З грудня 2000 р. по березень 2006 р. А. М. Головко — директор Державного науково-контрольного інституту біотехнології і штамів мікро­організмів (ДНКІБШМ) Міністерства аграрної політики України.За його ініціативою проводилася значна наукова робота з удосконалення системи та методів стандартизації ветеринарних імунобіологічних засобів. З метою її ефективного виконання у 2003 р. на базі інституту було створено Технічний комітет № 140 «Ветеринарні імунобіологічні препарати» Держспоживстандарту України.Завдяки наполегливості вченого при інституті у 2005 р. було відкри­то аспірантуру за спеціальністю 16.00.03 — ветеринарна мікробіологія та вірусологія, в якій навчається 30 аспірантів та 15 здобувачів.У 2002 р. А. М. Головка було обрано членом-кореспондентом УААН, цього самого року йому було присвоєно вчене звання професора.У березні 2006 р. вченого обрано віце-президентом Української академії аграрних наук, у 2007 р. — дійсним членом (академіком) УААН Відділення ветеринарної медицини та зоотехнії (біотехнологія, стандартизація та якість ветеринарних препаратів). У грудні 2010 р. він був призначений першим віце-президентом Національної академії аграрних наук України.Перебуваючи на посаді віце-президента та першого віце-президента НААН (2006—2011), А. М. Головко активно займався питаннями рефор­мування системи організації удосконалення та наукових досліджень і пошуком ефективних механізмів впровадження наукових розробок. За його ініціативою в Академії було створено Відділення переробки і зберігання сільськогосподарської сировини та якості харчової продукції і управляння інтелектуальної власності, маркетингових досліджень та інформаційно-консалтингового забезпечення.З квітня 2011 р. А. М. Головко очолює Державний науково-конт­рольний інститут біотехнології і штамів мікроорганізмів Мінагрополітики України.Під керівництвом А.М. Головка підготовлено 5 докторів ветеринарних наук та 7 кандидатів ветеринарних наук.А. М. Головко проводить плідну міжнародну та громадську діяльність. Він був генеральним секретарем комісії з біологічних стандартів Між­народного епізоотичного бюро (2003—2006), є головою секції координаційної ради із наукового співробітництва в галузі ветеринарії країн СНД. Був членом Президії Української академії аграрних наук, головою експертної ради Вищої атестаційної комісії України із спеціальностей зоотехнія і ветеринарна медицина (2006—2010), членом колегії Мініс­терства аграрної політики (2010). Нині є членом комісій Комітету з пи­тань науки та освіти Верховної Ради України щодо здобуття молодими вченими стипендій і премій Верховної Ради України, Надзвичайної протиепізоотичної комісії при Кабінеті Міністрів України, Міжвідомчої комісії з біобезпеки при Раді національної безпеки та оборони Украї­ни. Входить до складу Державної фармакологічної комісії ветеринарної медицини, колегії і науково-методичної ради Держветфітосанітарної служби України, спеціалізованої ради із захисту дисертацій, редакційної колегії журналів «Ветеринарна медицина України», «Сучасне тваринни­цтво», «Тваринництво України», «Вісник аграрної науки».Брав активну участь у формуванні нормативно-законодавчої бази ветеринарної медицини України: зокрема Закону України «Про ветеринарну медицину», Програми розвитку виробництва засобів захисту тварин на основі сучасних технологій на 2001—2005 рр., галузевих програм з ліквідації сказу та хвороби Ауєскі, Концепції реформування і розвитку аграрної освіти та науки на 2011—2015 рр.Наукові розробки А .М. Головка — це вакцини, лікувально-профілактичні та лікувальні препарати, діагностичні тест-системи й нормативно-правові документи і стандарти з упровадження вимог GMP, GLP та GDP у вітчизняну систему виробництва й дистриб'юцію ветеринарних препаратів.Наукові винаходи академіка А. М. Головка захищено 3 авторськими свідоцтвами та 60 патентами. Вчений має понад 370 наукових праць, у тому числі 9 монографій.За значні досягнення у галузі ветеринарної науки А. М. Головку при­своєно почесне звання Заслуженого діяча науки і техніки України. Він є двічі лауреатом премії Української академії аграрних наук «За видатні досягнення в аграрній науці» (1995, 2007), має Подяку Кабінету Мі­ністрів України (2002), нагороджений трудовою відзнакою Міністер­ства аграрної політики України — знаком Пошани (2003). У 2009 р. А. М. Головко був удостоєний Державної премії України в галузі науки і техніки за цикл робіт з діагностики і профілактики високопатогенного грипу птиці.