В июне 1941 года 212-й дальнебомбардировочный полк Спецназ начал боевую работу. Использовался полк Голованова, как и вся советская дальняя авиация, не по прямому назначению. Дальние бомбардировщики предназначались для действий ночью по дальним неподвижным целям: городам, заводам, мостам, железнодорожным станциям, а их использовали днем по подвижным целям на переднем крае. Дальние бомбардировщики бомбят с большой высоты цели, по которым не промахнешься. А им ставили непосильную задачу, для решения которой они не предназначались: бомбить танковые колонны противника. С большой высоты в движущийся танк не попадешь, пикировать дальний бомбардировщик не может, приходилось снижаться…
Эту работу должны делать штурмовики, ближние и пикирующие бомбардировщики, причем, только под прикрытием истребителей. Но штурмовики, ближние и пикирующие бомбардировщики погибли на приграничных аэродромах в первые дни войны, а вместе с ними погибли и истребители. И вот дальние бомбардировщики выполняют чужую работу, для которой они не предназначены, которую они выполнить не способны, и делают ее без прикрытия, в условиях полного господства противника в воздухе. Все полки, дивизии и корпуса дальних бомбардировщиков несли неоправданные потери.
Досталось и 212-му полку, но все же полк Голованова на фоне других отличался. Подполковником Голованов ходил меньше полугода. В августе 1941 года полковник Голованов становится командиром 81-й дальнебомбардировочной авиадивизии Спецназ. Эта дивизия была подчинена прямо Ставке ВГК. (Генерал-майор авиации М.Н. Кожевников. Командование и штаб ВВС Советской Армии в Великой Отечественной войне. С. 81). Проще говоря, Голованов вновь подчиняется только Сталину. 81-я дивизия под командованием Голованова и при его личном участии бомбила в 1941 году Берлин, Кенигсберг, Данциг, Плоешти.
Понятно, использование ДБА в первые дни войны не по прямому назначению и понесенные при этом потери резко снизили мощь дальней авиации. Но все равно дивизия Голованова отличалась, и можно было ожидать назначения Голованова на должность командира авиационного корпуса. Этого не случилось. Потому эту ступень Голованов пропустил. Не был он и заместителем командующего ДВА, а сразу стал командующим.
В феврале 1942 года ДВА была преобразована в Авиацию Дальнего действия (АДД), и ее командующим назначен генералмайор авиации Александр Голованов. Следующие званий: генерал-лейтенант авиации, генерал-полковник авиации маршал авиации — идут, не задерживаясь. В августе 1944 года Голованов получает звание Главного маршала авиации. Главному маршалу авиации в том месяце исполнилось 40. АДД под командованием Голованова принимала участие во всех важнейших операциях Красной Армии.