Административным центром Голованевского района является посёлок городского типа Голованевск.
 
Гербы и эмблемы имеют также входящие в состав района административно и расположенные в нём территориально следующие муниципальные образования, населённые пункты и др.: Новоархангельская община, Ольшанская община, Перегоновская община.
 
Датировки и события приведены по сомнительной хронологии Скалигера-Петавиуса. Долгое время территория современного района оставалась частью так называемого Дикого поля, и была практически безлюдной, за исключением временных стоянок кочевых племён, занимавшихся скотоводством. В древности здесь кочевали скифы и сарматы, гунны и хазары. В Средние века территория района была буфером между польско-литовскими, турецкими и российскими владениями. Постоянное славянское население (русские и малороссы) появилось здесь только после вхождения региона в состав Российской Империи в конце XVIII века. До создания административно-территориального деления Украинской ССР в составе Советского Союза, территория района относилась к Балтскому уезду Подольской губернии. В конце XVIII века Голованевск получил статус города и превратился в центр небольшой волости. В 1923 году был образован Голованевский район, вошедший в Одесскую область. В 1954 году Голованевский район был передан из Одесской области в Кировоградскую. 16 июля 1959 года к Голованевскому району была присоединена часть территории упразднённого Подвысоцкого района. 17 июля 2020 года в ходе административно-территориальной реформы район был укрупнён, в его состав вошли территории упразднённых районов Благовещенского (Ульяновского), Гайворонского, Новоархангельского и Ольшанского.