הראשתנים גדולי-הראש, לצד פילי הים, הם היונקים הצוללים לעומק הרב ביותר. הם יכולים לצלול לעומק של למעלה משני קילומטרים, והצלילה יכולה להמשך עד שעתיים. עם זאת, על פי רוב הם צוללים לעומק של עד 1,000 מטרים למשך כ-30–45 דקות. בין צלילה לצלילה, הראשתן עולה לפני המים על-מנת לנשום אוויר ונשאר בסמוך לפני המים בין שמונה לעשר דקות. בסדרה "The Most Extreme" ששודרה בערוץ האמריקאי "Animal Planet", דורגו הראשתנים כאתלטים השניים בטיבם, לאחר השחפיות הארקטיות. בגופם זורמים 2,830 ליטרים של דם, שיכול לשאת מספיק חמצן על מנת להגיע לעומקים כאלו.
מבחינה פיזיולוגית, לראשתן מספר אדפטציות המסייעות לו בהתמודדות עם שינויי הלחץ הגדולים בעת הצלילה. כלוב הצלעות שלו גמיש דיו על מנת לאפשר לריאות לקרוס בעומק רב, ולצורך כך מסייע גם המנח האלכסוני של הסרעפת. קריסת הריאות מפסיקה את מעבר החמצן מהבועיות לדם, וכך מופחתת סכנת יצירת הבועות בעליה לפני המים. קצב הלב יכול לרדת משמעותית על מנת למנוע בזבוז מהיר של חמצן. בשריריו של הראשתן מצוי חלבון קושר חמצן בשם מיוגלובין. קיומו של החלבון מאפשר את הפחתת זרם הדם לשרירים (שמצדם יפיקו אנרגיה בתהליכים אירוביים, כל עוד לא התכלה מלאי החמצן במיוגלובין, או בתהליכים אנאירוביים, כאשר התכלה מלאי החמצן במיוגלובין) ושמירת החמצן שבדם לאיברים כמו המוח והלב. בנוסף, גודלו הרב של הראשתן מקנה לו יתרון במשך הצלילה בעצירת הנשימה, שכן משך זמן זה תלוי בחלקו היות שהיחס בין סך מאגרי החמצן בגוף ובין צריכת החמצן גדל עם המסה.
חרף התאמתו של הראשתן לצלילה, השפעתן של צלילות תכופות לעומק רב היא שלילית וארוכת טווח. על-גבי שלדים של ראשתנים נצפו צלקות, שהן לרוב סימנים הדומים למחלת האמודאים (מחלה הנגרמת כתוצאה מבועות חנקן הנוצרות בעקבות מעבר מהיר מלחץ אטמוספירי גבוה לנמוך; Decompression sickness) אצל האדם. השלדים של הראשתנים המבוגרים היו המצולקים ביותר, בעוד שבשלדים של גורים צעירים כמעט ולא היו צלקות. בשל העומק הרב אליו צוללים הראשתנים, הם לעיתים טובעים בעקבות הסתבכות בכבלים תת-ימיים.
כשלושה רבעים מזמנו מבלה הראשתן בחיפוש אחר מזון. בזמן זה, הראשתנים שוחים במהירות ממוצעת של ארבעה קילומטרים לשעה, הם מצויים במבנה מפוזר יחסית, ולעיתים תכופות הם צוללים על מנת למצוא מזון. לפני כל צלילה הלווייתנים מוציאים את זנבם מהמים. התנהגות זו מאפשרת לחוקרים לצלם את הזנבות של הראשתנים. מכיוון שזנבו של כל ראשתן ייחודי לו, אלו שחוקרים את הקבוצה עורכים מעין קטלוג של הזנבות המאפשר את זיהוים. בזמן החיפוש אחר מזון, הראשתנים מפיקים קולות "קליק" רמים במרווח זמן של חצי שנייה בין קליק לקליק. כשהם מאתרים דיונון או מזון פוטנציאלי אחר, הם מגבירים את קצב הפקת הקליקים עד לאכילתו. לאחר מכן, הם ממשיכים בהשמעת קליקים בקצב הרגיל. ברבע הנותר מזמנם, אותו הם מבלים לרוב בשעות אחר הצהריים, הראשתנים עולים לפני המים ועורכים מעין פעילות חברתית. הקולות שהם משמיעים שונים מאלו שהם משמיעים בעת האכילה, והם ערוכים בסדרות ובמרווחים שונים. תבנית קליקים מעין זו מכונה "קודה" (Coda). מסתבר, שהקודות מהוות בסיס למבנה חברתי גדול יותר של הראשתנים הנקרא "שבט" (Clan). כל שבט מפוזר על פני 2,000 עד 10,000 קילומטרים רבועים, ומספר הנקבות המוערך בכל שבט נמדד בעשרות אלפים.
מחזור חיים ומבנה חברתי.
החוקרים משערים שבמהלך האבולוציה התפתח הראשתן בתנאים סביבתיים יציבים ונוחים יחסית. ההתפתחות ה"קלה" יחסית וההסתגלות לתנאי הסביבה, גרמו לכך שלראשתן שיעור ילודה נמוך, תקופת ינקות והתבגרות ארוכה ותוחלת חיים גבוהה. הראשתנים הם פוליגמיים. אין להם עונת רבייה קבועה, אולם זו חלה בדרך כלל באביב, כאשר המזון מצוי בשפע ותנאי הסביבה טובים, והגורים נולדים בסתיו. בדרך כלל, הרבייה מתבצעת באזורים ממוזגים ובסביבות קו המשווה, במקומות שבהם מזג האוויר טוב והתנאים נוחים. הנקבות ממליטות אחת לארבע עד שבע שנים, וההיריון נמשך לפחות 12 חודשים – ויכול להימשך עד 18 חודשים. כחלק מהחיזור והתחרות על הנקבות, הזכרים מטיילים בגפם בין קבוצות הנקבות, ולעיתים נלחמים זה בזה. לעיתים קרובות ניתן לראות על אפם של ראשתנים זכרים צלקות כתוצאה מקרבות אלו, שבמרבית המקרים אינם מסתיימים במוות. הגם שהזכרים כשירים להתרבות כבר בגיל 10–20 שנים, הם מתחילים בכך רק בסביבות גיל 27 משום שרק אז מעמדם החברתי מאפשר להם זאת.
בסוף ההיריון נולד כמעט תמיד גור יחיד - תאומים נדירים מאוד. בשעת ההמלטה, הגורים שוקלים בסביבות טון אחד ומגיעים לאורך של ארבעה מטרים. הגור נולד בסמוך לפני המים, ואמו מסייעת לו לעלות לנשום לראשונה מספר שניות לאחר לידתו. לעיתים נקבות מנוסות אחרות מסייעות לאם בעת ההמלטה. הגור יונק כ-20 קילוגרמים של חלב מדי יום, ונגמל מחלב אמו בגיל שבין שנתיים לשלוש שנים, אם כי הוא יכול לינוק מפעם לפעם גם זמן רב לאחר הגמילה. הזכרים מגיעים לבגרות מינית בגיל 10–20, אולם הם ממשיכים לגדול גם בשנות ה-30 וה-40 לחייהם ומגיעים לגודלם המלא רק בסביבות גיל 50–60. הנקבות מגיעות לבגרות מינית בגיל 8–11 שנים. תוחלת חייהם של הראשתנים איננה ידועה לאשורה, אך משערים שהם יכולים להגיע לסביבות גיל 70 ואף יותר מכך.
המבנה החברתי של הראשתנים הזכרים שונה מזה של הנקבות, כנראה בעקבות התנאים האבולוציוניים הנוחים שבהם התפתחו. הנקבות חיות בקבוצות יחד עם גוריהן (זכרים ונקבות כאחד), וגורים זכרים עוזבים את האמהות בגיל שש לערך ונודדים לאזורים מרוחקים יותר מקו המשווה. גודל הקבוצות משתנה - גודלן הממוצע נע סביב 20–40 פרטים, אולם נצפו גם קבוצות של למעלה מ-100 פרטים. כל קבוצה כוללת מספר "יחידות" (Units). כל יחידה כוללת כ-11 נקבות וגורים. היחידה מורכבת ממספר שושלות המבוססות על המין הנקבי, כלומר לעיתים תימצאנה באותה יחידה אם ובת בוגרות. היחידה החברתית מתבררת כקבוצה מאוד הומוגנית, כלומר הפרטים בה שוחים זה ליד זה ללא קשר לקשרים המשפחתיים ביניהם. נקבות הראשתן גדול-הראש נחשבות לאחד מבעלי החיים החברתיים ביותר. אחת הסיבות לכך היא שבתוך הקבוצה המטריארכלית של הנקבות וגוריהן, כשאחת מהאמהות הולכת לחפש מזון, נקבה אחרת תשגיח על גורה של הראשונה כמעין "בייביסיטר", ולעיתים אף תניק אותו.
המבנה החברתי של הזכרים שונה - אלו שאינם פעילים מינית מצטרפים ללהקת "רווקים" יחד עם זכרים נוספים, עד שהם מגיעים למעמד חברתי מספיק גבוה אשר מאפשר להם להזדווג ולהתרבות. ככל שהם גדלים, נוטים הזכרים להתפצל לקבוצות קטנות יותר (הזכרים המבוגרים יותר חיים בדרך-כלל בגפם) ולחיות רחוק יותר מקו המשווה. רק עשירית עד רבע מהזכרים הבוגרים באוכלוסייה מסוימת יכולים להתרבות.
תזונה, טורפים ותפוצה.
תזונתם של הראשתנים מתבססת על מינים שונים של בעלי-חיים ימיים, ובייחוד על דיונונים שמשקלם 100 גרם עד 100 ק"ג, תמנונאים ודגים שונים כמו בטאים. לעיתים נדירות יאכל אף דיונוני ענק, שמשקלם בבגרות עשוי להגיע לטון, או חלקים שלהם. נמצא כי זכרים החיים רחוק מקו המשווה (קווי רוחב גבוהים) ניזונים גם מכרישים החיים בסמוך לקרקעית הים או בעומק בינוני. מכיוון שלחוקרים קשה להגיע לעומקים שבהם חיים דיונוני הענק, מידע רב אודותם נלמד משרידי דיונונים שנמצאו בבטנם של ראשתנים שנלכדו.
לא ברור כיצד הראשתן לוכד וטורף את דיונוני הענק המהירים ממנו. אחת ההשערות היא כי הוא נשאר בעומק רב בלי לזוז ומכין להם מארב, וכשהדיונונים חולפים על פניו הוא מפיק קול רב עוצמה, המוגבר באמצעות איבר החלב שלו, ומשתק אותם. לפי השערה זו, השיתוק מאפשר לראשתן לבלוע את הדיונון כמקשה אחת, מה שמסביר את העובדה שפגרי דיונונים שנמצאו בתכולות קיבות הראשתנים היו בחלק מהמקרים שלמים.
סיפורים אודות קרבות גדולים בין הראשתנים לבין דיונוני ענק הם כפי הנראה תיאור מופרז, היות שמשקלם של דיונוני הענק הגדולים ביותר נמוך בהרבה מזה של ראשתן צעיר המגיע למשקל של מספר טונות. עם זאת, הסברה הרווחת היא שהצלקות הגדולות המצויות על גופם של הראשתנים (ראו תמונה משמאל) הן למעשה טבעות ההצמדה שבקצות זרועותיהם של דיונונים. הדיונונים מהווים, ככל הנראה, את עיקר תזונתם של הראשתנים במים העמוקים, שכן אוכלוסיותיהם של דגים גדולים אחרים החיים במעמקים הידלדלו משמעותית בעקבות פעילות האדם.
משערים כי מקורם החד של הדיונונים שנאכלו על ידי הראשתן מגיע למעי של הלווייתן, ושם הוא מביא להפקתו של ענבר אפור, באופן דומה להפקת פנינים. גירוי המעי על ידי מקורם של הדיונונים ממריץ את הפרשתו של חומר סיכתי. הראשתנים גדולי-הראש אוכלים כמויות גדולות של מזון – בכל יום הם אוכלים מזון שמשקלו כשלושה אחוזים ממשקל גופם.
הטורף היחיד שתוקף את הראשתנים, מלבד האדם, הוא הלווייתן הקטלן (אורקה). לעיתים קרובות להקות גדולות של קטלנים מתבייתות על קבוצות של נקבות ראשתן וצאצאיהן. לרוב מנסים הקטלנים להפריד את הגורים מאמם ואז להרוג אותם. עם זאת, הראשתנים אינם חסרי אונים אל מול הקטלנים - הנקבות מתגוננות באמצעות יצירת מעגל מגונן סביב גוריהן, הפניית הזנבות כלפי חוץ ונענועם בחוזקה. בדרך זו, הנקבות מצליחות להדוף את הקטלנים כך שאף אחד מהם לא מצליח לחדור את המבנה המעגלי. להקות גדולות במיוחד של קטלנים עשויות לתקוף ולהרוג אף נקבות בוגרות. בניגוד לנקבות, הזכרים גדולים יותר וחזקים יותר, ואין להם טורפים ידועים, שכן אפילו הקטלנים, הידועים כטורפים האימתניים ביותר, אינם מסוגלים להתמודד עם חוזקם ותוקפנותם.