El germano es uno de los numerosos pilotos que empezaron en los karts su camino hacia la Fórmula 1. Con once años ya cogió su primer volante y a los 17 ya competía en la Fórmula Ford de las series de su país, donde terminó por ser un auténtico dominador con 8 victorias de 9 carreras.

Su excelente temporada le llevó a participar en las series internacionales y repitió el paso con la F3 local y la Fórmula 3000 internacional.

Después de un año como probador de McLaren-Mercedes, su primera opción como piloto oficial se la dio Prost en 2000, con la promesa de dejarle marchar a Sauber un año después. El salto le permitió disfrutar con la escudería suiza de su primer podio (Brasil, en 2001). Sin embargo, Heidfeld apenas mejoraría en el equipo y en 2003 decidieron no renovarle el contrato (en 2001 había sido octavo en la clasificación, en 2002 décimo y en 2003 decimocuarto).

Con su bagaje de piloto recaló en Jordan, una escudería de escasas posibilidades en la que sus registros empeoraron (sumó 3 puntos y acabó en el puesto 18º del mundial de pilotos).

Las cosas cambiaron cuando fichó por Williams BMW. En su primer año consiguió la primera –y única- ‘pole position’ de su carrera y subió tres veces al podio. Un accidente durante unas pruebas en Monza frenó su progresión, pero en los dos últimos años ha terminado entre los seis primeros pilotos del Mundial.

En la temporada 2008 intentará mantenerse entre los seis primeros del mundial y ganar su primer Gran Premio, algo para lo que ha estado cerca.