Ошибка "Upstream sent too big header while reading response header from upstream" возникает в Nginx при использовании модуля FastCGI (PHP-FPM), когда веб-сервер распределяет нагрузку и выступает в качестве proxy.

Она говорит о том, что размер заголовка ответа одного из бэкендов больше, чем Nginx смог прочитать. В этом случае решение достаточно тривиальное - увеличить размер буферов fastcgi:

server {
    listen 80;

    location ~ .php$ {
        fastcgi_buffer_size 32k;
        fastcgi_buffers 4 32k;
        fastcgi_pass unix:/var/run/php5-fpm.sock;
        fastcgi_index index.php;
        include fastcgi_params;
        fastcgi_cache fcgi;
        fastcgi_cache_valid 200 60m;
    }
}

Директивы могут находиться в секциях HTTP, server и location.

Также стоит обратить внимание на размер буфера proxy_buffer_size, если Nginx используется как proxy-сервер:

http {
    proxy_buffer_size 64k;
    proxy_buffers 4 64k;
    proxy_busy_buffers_size 64k;
}

Директивы также могут находиться в секциях HTTP, server и location.