Heidfeld fue piloto probador de McLaren Mercedes durante las temporadas 1998 y 1999 y después, en la temporada 2000 entró en el equipo Prost de Fórmula Uno.

El corredor alemán ha disputado un total de 167 grandes premios con Sauber (2001/2003), Jordan (2004), Williams (2005) y BMW Sauber (2006/2009).

Heidfeld protagonizó su mejor temporada en 2007, cuando acabó quinto el campeonato del mundo y suma un total de doce podios en su carrera deportiva.