По бокам головы находятся одна или две пары небольших личиночных глаз.
Антенны короткие, в большинстве случаев пятичленистые; у личинок, относящихся к подсемейству Pelopiinae, могут втягиваться в каналы, расположенные в голове и хорошо заметные при рассматривании личинок сверху. От дистального конца первого членика антенн отходит длинная антеннальная щетинка; у некоторых личинок эта щитинка срастается со вторым члеником антенн; на поверхности первого членика находится один или несколько кольцевых органов, несущих, вероятно, чувствительную функцию. Характерными придатками антенн, свойственными только личинкам Chironomidae, являются так называемые лаутерборносы органы, расположенные на дистальном конце второго или второго и третьего члеников антенн и состоящие из центральной палочки, окруженной венчиком пластинок, изогнутых в виде лепестков цветка; лаутерборновы органы сидят непосредственно на членике или находятся на конце стебелька. По всей вероятности они являются органами какого-то чувства.
Ротовое отверстие расположено на нижней стороне головы. Ротовые придатки состоят из верхней губы, надглоточника (эпифаринкса), парных мандибул, парных максилл, подглоточника (гипофаринкса) и нижней губы. Верхняя губа, ограничивающая рот сверху, имеет вид пластинки, вооруженной многочисленными щетинками и зубцами. Надглоточник причленен снизу к верхней губе, по его бокам у многих личинок расположены боковые лопасти верхней губы (премандибулы). Сильно окрашенные мандибулы по внутреннему краю дистальной части вооружены несколькими сильными зубцами. Максиллы имеют вид плоских лопастей, несущих обычно небольшой, одночленистый щупик. Под ротовым отверстием расположена нижняя губа, представленная нижним отделом (субментумом), нацело слитым, кроме переднего края, с головной капсулой.