В мае 1720 года Головину пришлось временно взять под своё личное руководство одно из важных предприятий петровского «военно-промышленного комплекса» — Петровский якорный завод. Но период работы хозяйственным руководителем не затянулся, и уже в июне того же года И. М. Головин получил назначение камер-советником в адмиралтейств-коллегию. В 1721 году И. М. Головин получил начальство над галерным флотом и в 1722 году Пётр I взял его с собой в Персидский поход. В 1723 году он был назначен членом «Вышнего суда» для разбора дела и суда над бароном П. П. Шафировым.