Вылетев в составе четырех ЯК-1 на перехват группы немецко-фашистских самолетов, Головачев в районе Зеты заметил «Юнкерс-88», корректировавший огонь артиллерии противника. Получив команду уничтожить корректировщика, Головачев пошел в атаку на него. Завязался упорный воздушный бой. Стрелок с немецкого «юнкерса» яростно отстреливался. Зайти в хвост, казалось, не было никакой возможности. По Голопачев был настойчивым и упорным воздушным бойцом. Чегыре раза он бросался в атаку и вынужден был все начинать сначала. В пятый раз он пулеметной очередью поразил вражеского корректировщика.
«В районе населенного пункта Ореховский командир звена младший лейтенант Головачев сбил бомбардировщик Ю-88». Обычная, ничем не примечательная, дежурная запись. Таких донесений в архивных делах полка много. Но что за этим?
«Я врезался в строй фашистских самолетов, - вспоминал Головачев, - и с ходу сбил один «юнкерс». А когда схватился с другим, то вражеский воздушный стрелок
успел выпустить очередь из пулемета, огненной трассой резанувшую по кабине моего самолета. Раненный в лицо, я потерял сознание. Очнулся и вижу: мой ЛАГГ-3 штопорит, целясь носом прямо в Дон.
Жизнь воина порой держится лишь на нервах. Так и у меня тогда получилось. Вывел самолет из штопора, едва-едва дотянул до высокого берега, но уже не сел, а врезался в выступающую часть его так, что хвост отломился и упал в воду. Но кабина уцелела…»
13 швов наложили на израненное тело летчика, и он выжил. За этот бой Головачев был награжден орденом Красного Знамени.
Он вернулся в полк, успешно овладел новым, более совершенным самолетом-истребителем «Яковлев-1» и, оттачивая свое мастерство в составе авиационной эскадрильи прославленного советского аса Амет-Хана Султана, рвался в новые бои.
В звании лейтенанта П. Я. Головачев был назначен командиром звена и в этой новой должности получил боевое крещение в групповом бою с двадцатью «юнкерсами», направлявшимися к Сталинграду с грузами для окруженной фашистской группировки фон Паулюса.
Группу наших истребителей вел сам командир полка Л. Л. Шестаков. Ведомым был Головачев.
Заметив приближающиеся «юнкерсы», Шестаков эволюциями самолета привлек внимание летчиков группы. С первой же атаки строй гитлеровских бомбардировщиков был нарушен, и Шестаков, решив испытать П. Головачева, повел себя так, чтобы не он сам, а Головачев вел бы наши самолеты во вторую атаку.
- В том бою восьмерку наших «Яков» против двадцати фашистских бомбардировщиков попел сам Л. Шестаков, - вспоминая, рассказывал П.Я. Головачев.- Я шел в паре с ним, и он так искусно повел нас в атаку, что мне удалось с его помощью и под его прикрытием сбить один гитлеровский бомбардировщик. Шестеро остальных наших летчиков отстали, и мы с командиром остались вдвоем.
Потом командир вырвался внезапно вперед и врезался в строй вражеских самолетов. Получилось так, что я остался один. Вскоре подошли наши. Так как никто не стал выходить вперед, то я оказался ведущим группы и таким образом ввел ее в бой с «юнкерсами». До конца схватки и потом до посадки на аэродром я возглавлял группу. Потом командир, смеясь, говорил мне:
- Я намеренно не подходил, чтобы дать тебе возможность стажироваться в роли ведущего группы.
В дальнейшем Павел отлично справлялся с этой ролью. Не было случая, чтобы он как ведущий стал причиной неудачного группового боя или маневра при выполнении задания. Своим успехом Головачев во многом был обязан тому, что летал в эскадрилье Амет-Хана, умного командира, умелого организатора, опытного тактика воздушных боев, замечательного летчика. Летая вместе с ним не только в одной эскадрилье, но часто и в паре, Головачев прошел у него школу летного мастерства, умения управлять боем, находить слабые места у противника и использовать их с выгодой для себя.
После Сталинграда на фронтовом пути Головачева были Дон, Приднепровье, Крым - словом, те вехи, которые определяли и биографию полка. Это не случайно:
почти вся фронтовая биография части - это и биография одного из ее ветеранов, Павла Головачева, начавшего свой боевой путь в составе полка сразу же после героической обороны Одессы.
В боях за Мелитополь летчики 3-й авиаэскадрильи под командованием Амет-Хаиа Султана показали свое возросшее боевое мастерство.
В воздушном бою 27 октября старший лейтенант Павел Головачев сбил истребитель Ме-109. Это был его семнадцатый лично сбитый самолет противника в 92-м воздушном бою на 225-м боевом вылете. Один самолет в этом бою Головачевым был сбит в группе с товарищами. Такой счет говорил сам за себя и давал командованию все основания к представлению командира звена гвардии старшего лейтенанта П. Я. Головачева «за личный героизм и мужество, проявленные в боях с немецкими захватчиками, к высшей правительственной награде-присвоению звания Героя Советского Союза».