Вера Леонидовна Головина родилась 17 мая 1902 года в г. Карачев Орловской губернии, в семье офицера.

Принадлежала к дворянскому роду.

В 1920 году поступила в Студию Евгения Вахтангова, где училась вместе с Борисом Щукиным, Рубеном Симоновым, Елизаветой Алексеевой, Анатолием Горюновым, Иваном Кудрявцевым, Владимиром Москвиным, Варварой Поповой, Иосифом Рапопортом, Александрой Ремизовой, Марией Синельниковой, Валерией Тумской и Николаем Яновским.

Служила в Театре имени Евгения Вахтангова с 1920 по 1958 год.

Среди её ролей: Лиза (Лев Гурыч Синичкин), Козлиха и Фёкла (Виринея), Анна Брыкина (Барсуки), Даша (На крови), Мымра, Манюшка и первая дама (Зойкина квартира), Лизанька (Заговор чувств), Уэт Арманд (Интервенция), Поля (Дорога цветов), Фефёла (Аристократы), Аннушка и Галчиха (Без вины виноватые), Помещица (Фельдмаршал Кутузов), Дуэнья Родригес (Дон Кихот), Мадам де-Шавиньи (Сирано де Бержерак), Хозяйка гостиницы (Накануне), Г-жа Петипо (Человеческая комедия) и др.

В 1958 году попала под сокращение штатов и была вынуждена оставить сцену.

Снялась в нескольких фильмах в небольших ролях и эпизодах: «Достояние республики», «Нам некогда ждать», «Пусть он останется с нами», «Это мы не проходили», «Вечный зов» (10 серия).

Вера Леонидовна Головина ушла из жизни в 1988 году.