Народився Яків Головацький 17 жовтня 1814, с. Чепелі, Бродівський район, Львівська область. Здобув освіту священика. Яків Головацький пішки обійшов усю Західну Україну, дослідив і описав її. Разом із побратимами Маркіяном Шашкевичем та Іваном Вагилевичем заснували об’єднання «Руська трійця», уклали збірник «Русалка Дністровая». Вуйко (дядько) Миколи Антоневича.
У 33 роки «неблагонадійний» греко-римський священик поховав обох своїх синів.
13 вересня 1848 р. у Львові в університеті відкрито кафедру української мови на чолі з 34-річним першим в історії професором «руської мови та словесності» Яковом Головацьким (викладав українську мову та літературу); в 1864-1866 рр. – ректор Львівського університету. Очолив боротьбу проти прихильників заміни кирилиці латинкою.
У 1867 році емігрував з родиною до Росії, сподіваючись одержати кафедру в одному з університетів, але завадило недосконале володіння російською мовою. Працював головою «Археографической комиссии для разбора древних актов» у м. Вільно (Вільнюс).
Упродовж життя Головацький збирав історичні, побутові, обрядові (колядки, гагілки та ін.) пісні, коломийки, що увійшли до багатотомника «Народные песни Галицкой и Угорской Руси» (1878, Москва).
У 1884 р. видав «Географический словарь западнославянских и югославянских земель».
В останні роки життя вчений працював у бібліотеці Віленського університету, де продовжував вивчати минуле галицьких і буковинських земель.
Помер 13 травня 1888 у м. Вільно (Вільнюс), там і похований.