Heidfeld aloittikarting-harrastuksen vuonna 1988 ollessaan 11-vuotias. Vuonna 1994 hän siirtyi SaksanFormula Ford 1600 -sarjaan, jossa hän sai paljon huomiota voitettuaan kahdeksan kilpailua yhdeksästä vieden mestaruuden. Vuonna 1995 Heidfeld sijoittui toiseksi Saksan Formula Ford 1800 -mestaruussarjassa[2] ja voitti sarjan International-luokan.[3] Vuonna 1996 Heidfeld siirtyi SaksanFormula 3 -sarjaan, jossa hän sijoittui kolmanneksi voitettuaan kolme osakilpailua. Seuraavana vuonna hän voitti kyseisen sarjan jaMonacon F3 Grand Prix'n.
Vuonna 1998 Heidfeld sijoittui toiseksiFormula 3000 -sarjassa voitettuaan kolme kilpailuaWest Competition -tallissa. Kauden viimeisessä kilpailussa Heidfeld oli aika-ajojen nopein, mutta koska talli oli käyttänyt vääränlaista polttoainetta, Heidfeld joutui starttaamaan viimeisestä ruudusta kilpailuun. Koska Heidfeld sijoittui kilpailussa yhdeksänneksi, eli pisteiden ulkopuolelle,Juan Pablo Montoya vei mestaruuden seitsemän pisteen erolla Heidfeldiin. Samaisen kauden aikana Heidfeld toimiFormula 1 -talliMcLarenin testikuljettajana.Kaudella 1999 hän voitti Formula 3000 -mestaruuden.
Nick Heidfeld Brasiliassa kaudella 2006.Heidfeld Kanadan GP:ssä 2011.
Heidfeld aloittiFormula 1 -uransa kaudella2000Prost-tallissa, tallikaverinaan kokenutJean Alesi. Prost-tallin kalusto ei kuitenkaan osoittautunut kilpailukykyiseksi; Heidfeld ja Alesi keskeyttivät yli puolet kilpailuista. Seuraavalla kaudella hän siirtyi hieman vahvempaanSauber-talliin tulokaskuljettajaKimi Räikkösen tallikaveriksi kolmivuotisella sopimuksella, tarkoituksenaan siirtyä sitä kautta uraansa tukeneenMcLarenin kilpakuljettajaksiMika Häkkisen lopettaessa uransa.lähde? Hyvin sujunut ja kuljettajien MM-sarjan kahdeksannen sijan tuonut kausi päättyi kuitenkin pettymykseen, kun McLaren valitsikin Häkkisen korvaajaksi ennakkolupauksistaan huolimatta Räikkösen. Heidfeldin myöhemmän kannanoton mukaan lupaavan Räikkösen valinnassa ei kuitenkaan ollut hänelle mitään ongelmaa, vaan siinä, että McLaren päätti säilyttää Heidfeldin itseään hitaampana pitämänDavid Coulthardin toisena kilpakuljettajanaan.lähde?
Lopulta Heidfeld päätyi ajamaan vielä kaksi kautta Sauberilla, peitoten kaudella2002 selvästi tallitoverinsaFelipe Massan, mutta jääden kaudella2003 selvästi kokeneen ja Heidfeldin tavoinMönchengladbachista kotoisin olevanHeinz-Harald Frentzenin jalkoihin. Menetettyään paikkansa Sauberilla, ajoi Heidfeld kauden2004 heikossaJordan-tallissa tallikaverinaan tulokaskuljettajaGiorgio Pantano. Kaudella2005 hän ajoi sarjan keskikastiin kuuluvassaWilliams-tallissa, jossa saavuttamansa kohtalaisen menestyksen siivittämänä Heidfeld siirtyi tallin moottoritoimittajana toimineenBMW:n mukana sen ostamaanBMW Sauber -talliin, jota edeltävässä Sauber-tallissa hän oli ajanut uransa aikana.
BMW Sauberin ratissa Heidfeld nousi viimein tallinsa selväksi ykköskuljettajaksi peitottuaan aikaisemmin maailmanmestaruudenkin voittaneenJacques Villeneuven selvästi tämän viimeiseksi ja keskeneräiseksi jääneellä kaudella2006. Ikuisena lupauksena ja kiertolaisenakin pidetty Heidfeld saavutti kaudella2007 henkilökohtaisen piste-ennätyksensä. Kausi2008 oli Heidfeldin uran paras. Hän saavutti neljä kakkossijaa ja 60 pistettä eli vain pisteen vähemmän kuin edellisellä kaudella. Kaudella2009 Heidfeld teki uuden ennätyksen ajamalla toiseksiMalesian tynkäkilpailussa rikkoenStefan Johanssonin ennätyksen ajettuaan urallaan eniten palkintosijoja ilman voittoa ja eniten kakkossijoja ilman voittoa. SittenYhdysvaltain GP:n 2007 Heidfeld ei myöskään keskeyttänyt virallisesti kertaakaan. Vaikka hän jätti ajamisen keskenJapanin GP:ssä vain kolme kierrosta ennen maalia, hän oli ajanut yli 90 prosenttia kisapituudesta ja sai sijoituksen. Putki katkesi vastaSingaporen GP:ssä 2009, kun hän kolaroiAdrian Sutilin kanssa. Heidfeld oli ajanut maaliin 33:ssa peräkkäisessä kilpailussa, mikä oli ennätys, kunnes Kimi Räikkönen rikkoi sen kaudella2013.
Kaudella2010 Heidfeld toimiMercedes GP:n testikuljettajana. Myöhemmin elokuussa Heidfeld testasiPirellin F1 renkaita.[4] 14. Syyskuuta ilmoitettiin että Heidfeld palaaSauberin F1-talliin korvatenPedro de la RosanSingaporen GP:stä alkaen.[5] Hän sijoittui kaudella parhaimmillaan 8:nneksiJapanin GP:ssä. Yhteensä hän saavutti kaudella 6 pistettä. Heidfeldin pesti jatkui kauden loppuun asti. Hänen tilallaan ajoi kaudella2011 meksikolainenSergio Pérez.
Ennen kauden2011 alkua Heidfeldin entinen tallitoveri,Renault-tallissa ajanutRobert Kubica joutui 6. helmikuuta vakavaan rallionnettomuuteen. Heidfeld pääsi testaamaan Renault'n autoa ja oli Jerezin radalla ajetuissa testeissä nopein kuljettaja. Heidfeld valittiin puolalaiskuljettajan korvaajaksi.[6] Hän ajoi kolmanneksiMalesian kilpailussa. Renault ei kuitenkaan ollut tyytyväinen Heidfeldin sijoituksiin ja hänen tilallaan ajoiBelgian kilpailusta lähtien brasilialainenBruno Senna. Heidfeld saavutti kauden aikana 34 pistettä sijoittuen 11:nneksi sarjapisteissä.
Heidfeld asuu nykyisinSveitsissä kihlattunsa saksalaisen Patricia Papenin kanssa, ja heillä on tytär nimeltä Juni (s. 3. heinäkuuta 2005) ja pojat Joda (s. 21. heinäkuuta 2007) ja Justus (s. 16. elokuuta 2010).[7][8][9]