Igor Golovatenko se formó en Moscú con Dmitri Vdovin y debutó en los escenarios en 2006 en el estreno ruso de Eine Messe des Lebens de Frederick Delius con la Orquesta Filarmónica Nacional de Rusia. Solista del Teatro Bolshói de Moscú, ha interpretado allí los principales roles del repertorio de barítono.
Actúa en los principales teatros de ópera internacionales en papeles como Riccardo (I Puritani), Severo (Poliuto), Enrico Ashton (Lucia di Lammermoor), Marullo (Rigoletto), Rodrigue (Don Carlos), el Conde de Luna (Il Trovatore) y el papel titular de Eugene Onegin. En las últimas temporadas ha interpretado Guy de Montfort (Les Vêpres siciliennes) en Viena y Aix-en-Provence, Iago (Otello) en Viena y Roma, Don Carlo di Vargas (La forza del destino) y el Príncipe Yeletsky (La dama de picas) en Nueva York, el barón Scarpia (Tosca) en Moscú y Roma, y el papel titular de Rigoletto en Chicago.
En la temporada 2025–2026 destaca como Carlo Gérard (Andrea Chénier) y en el papel titular de Eugene Onegin en Budapest y Nueva York, así como en los papeles titulares de Rigoletto en Múnich y Nabucco en Berlín.
Debuta en el Gran Teatre del Liceu.