Обучаясь в Морском кадетском корпусе, Василий Головнин увлекался чтением книг о географических открытиях и путешествиях, о смелых первопроходцах и мореходах, и сам решил непременно стать исследователем морей и океанов. Особенно прилежно он занимался морскими науками, был на стажировке в Англии. Причём там он не только посещал, как полагалось, суда, верфи и доки, но и плавал под английским флагом на кораблях, участвовал в нескольких морских сражениях. После возвращения в Россию Головнин передал морскому министру доклад о состоянии английского флота. Доклад был настолько обстоятельным, что в тот же год молодой офицер был назначен командиром шлюпа «Диана», который отправлялся в кругос ветное плавание. Это была вторая кругосветка после похода Крузенштерна и Лисянского, и первая на корабле, построенном русскими мастерами. На борту судна были грузы для наших портов в Тихом океане. Однако научная цель похода была куда интересней — изучить географию северной части Тихого океана.
Благополучно миновав берега Бразилии и обогнув мыс Горн, шлюп вошел в Тихий океан, который встретил мореходов 15-дневным штормом! Не раз кораблю грозила гибель: дождь, снег, шквалистый ветер, туман, волны, заливающие не только палубу, но и каюты, обрушились на смельчаков. На корабле началась цинга, а барометр показывал «бурю». Тогда капитан принял решение повернуть назад и плыть до Камчатки по Индийскому океану мимо мыса Доброй Надежды. В Кейптаунском порту английские власти задержали корабль и команду. Вынужденный арест судна продолжался более года. Когда капитан понял, что миром это дело не кончится, он решил бежать из плена и сделал это так ловко, что англичане не успели ничего предпринять. В сентябре 1809 г. судно подошло к берегам Камчатки. Здесь в Авачинской бухте команда остановилась на зимовку.
Весь 1811 г. исследователь посвятил изучению Курильских и Алеутских островов, а также Татарского берега, как тогда называлось побережье Тихого океана. Для того чтобы пополнить запасы воды и топлива, «Диана» направилась в бухту острова Кунашир, где была обстреляна японцами. Головнин в сопровождении двух офицеров вступил в переговоры с японским комендантом. Однако все попытки рассказать ему о мирных целях плавания закончились тем, что всех четверых посадили в тюрьму. Офицеры несколько раз пытались бежать, но были схвачены. Только в 1813 г. по письменному требованию российского правительства пленники были освобождены. Головнина впоследствии радовало лишь то, что его книга «Записки Василия Михайловича Головнина в плену у японцев в 1811, 1812 и 1813 гг.» принесла автору мировую известность. Она неоднократно переиздавалась и была переведена на несколько европейских языков.