Дмитрий Ярославич Голованов родился в 1971 г. в Москве. В 1996 г. окончил Государственную финансовую академию при Правительстве РФ по специальности «финансы и кредит». С 1988 по 1994 гг. работал в главном управлении Центрального банка РФ по Московской области. С 1994 по 1998 гг. прошел путь от ведущего экономиста до начальника управления кредитования и инвестиций в УАКБ «Уникомбанк». В 1998 г. был назначен заместителем председателя правления КБ «Республиканский банк». С декабря 1999 г. являлся и. о. генерального директора ОАО «Российский банк развития», а с августа 2000 г. вошел в состав правления и занял должность первого заместителя председателя правления ОАО «Российский банк развития» (с апреля 2011 г. — ОАО «МСП Банк»). С июня 2014 г. по июнь 2016 г. возглавлял ЗАО «РОСЭКСИМБАНК».
С 18 июля 2016 г. приступил к исполнению обязанностей председателя правления АО «МСП Банк». Решение о его назначении было принято наблюдательным советом банка 28 июня 2016 г.