Духовные произведения Н.С. Голованова, в основном, исполняются в концертах, в церковном обиходе использовались до настоящего времени сочинения для мужского хора из ораторий 1 и «Трисвятое» (во второй авторской редакции – ораторий 36, № 1). В 1910 – начале 1920 гг. песнопения Н.С. Голованова звучали в концертах Синодального хора и хора Большого театра под управлением Н.С. Голованова, хора Ивана Ивановича. Юхова и капеллы П.Г. Чеснокова. После длительного перерыва с 1980 гг. произведения Н.С. Голованова исполняли хор Издательского отдела Московской патриархии под управлением иеромонаха Амвросия (Носова), хор Патриаршего подворья под управлением С.В. Кривобокова, Московский академический областной государственный хор под управлением Андрея Дмитриевича Кожевникова и Алексея Максимовича Рудневского, хор подворья Троице-Сергиевой лавры под управлением Владимира Алекксандровича Горбика и др. Светские произведения Н.С. Голованова также обнаруживают связь с православной культурой, что видно, главным образом, в поэтических текстах, их религиозных образах. Особо выделяется цикл романсов на стихи Фёдора Ивановича Тютчева (ораторий 40) и цикл хоров a cappella «Кадило цевниц златоструйных» (ораторий 8) на стихи других русских поэтов («Девушка пела в церковном хоре» Александра Александровича Блока, «В Троицын день» Вячеслава Ивановича Иванова, «Утоли моя печали» Александра Борисовича Кусикова, «Я странник убогий» Сергея Александровича Есенина и др.). Воздействие православной культуры и на главную область творчества Н.С. Голованова – дирижирование исследователи считают несомненным. Они отмечают, что характер его исполнительства отличался масштабностью, концепционностью, приоритетом мелодического начала, вокальностью трактовки. Современники Н.С. Голованова отмечали в его дирижёрской манере особенности, характерные для звучания Синодального хора, общую вокальную экспрессию и такие конкретные технические детали, как добавление глубоких басовых нот, подобных пению басов-октавистов хора.