Heidfeld 1981-ben, mind�ssze n�gy �vesen ismerkedett meg a technikai sportokkal – igaz, akkor m�g a mini motorral. 1984-ben v�ltott gokartra, ahol els� jegyzett siker�t 1988-ban �rte el: ekkor lett a kerpeni gokart klub bajnoka. 1989-ben megnyerte a licenccel rendelkez� juniorok sz�m�ra ki�rt gokartversenyt Kerpenben, 1990-ben megnyerte a DMV gokart bajnoks�got �s �t�dik helyezett lett az NRW Kup�ban. 1991-ben futamgy�ztes volt a gokart vil�gbajnoks�gon �s megnyerte a nemzetk�zi CIK junior gokartversenyt. 1992-ben �t�dik helyezett volt a n�met junior gokartbajnoks�gban.

1994-ben v�ltott aut�kra �s azonnal megnyerte a n�met Forma-Ford 1600 sorozatot �gy, hogy kilenc futamon nyolc gy�zelmet aratott. 1995-ben a nemzetk�zi Forma-Ford 1800 sorozat bajnoka lett �s m�sodik helyet �rt el a n�met Forma-Ford 1800-as bajnoks�gban. 1996-ban a n�met Forma-3-ban folytatta p�lyafut�s�t, ahol h�rom futamgy�zelemmel a harmadik helyen v�gzett. 1997-ben megnyerte ugyanezt a bajnoks�got – t�bbek k�z�tt gy�zelmet aratva az egyik legjelent�sebbnek tartott Forma-3-as futamon, a monac�i versenyen is.

Ezzel mag�ra vonta a Forma–1-es McLaren-Mercedes csapat vezet�inek figyelm�t, akik ett�l a szezont�l kezdve tesztpil�tak�nt alkalmazt�k �s egyengett�k p�lyafut�s�t az als�bb kateg�ri�kban. �gy Heidfeld 1998-ban m�r a nemzetk�zi Forma-3000-ben indult a McLaren junior csapat�n�l, a West Competition-n�l. Els� szezonj�ban a m�sodik helyen v�gzett a kolumbiai Juan Pablo Montoya m�g�tt – �gy, hogy az utols� futamon m�g minden es�lye megvolt a bajnoki c�mre. Megszerezte a pole poz�ci�t, �m szab�lytalan �zemanyag miatt csak a mez�ny v�g�r�l indulhatott el, �gy nem volt es�lye megk�zdeni Montoy�val. 1999-ben azt�n Heidfeld begy�jt�tte a Forma-3000 bajnoki c�m�t is, �gy Forma-1-es p�lyafut�s�t �gy kezdhette, hogy az ut�np�tl�s kateg�ri�kban szinte mindent megnyert, amit meg lehetett.

Miut�n Heidfeld megnyerte a Forma-3000-es bajnoki c�met, a m�g�tte �ll� McLaren 2000-ben el�rkezettnek l�tta az id�t arra, hogy Heidfeld fell�pjen a Forma–1-be. Seg�tettek neki bejutni a Prost csapathoz, ahol a tapasztalt Jean Alesi lett a csapatt�rsa. A Prost ebben a szezonban rendk�v�l gyenge volt: sem Alesi, sem Heidfeld nem tudott vele pontot szerezni. Jellemz� az aut� megb�zhatatlans�g�ra, hogy Heidfeld c�lba �rni is mind�ssze n�gy alkalommal tudott, m�g Alesi �tsz�r.

2001-ben Heidfeld a Sauber-Petronas ist�ll�n�l folytatta p�lyafut�s�t, ahol az �jonc Kimi R�ikk�nent kapta csapatt�rsul. Heidfeld a szezon sor�n 12 pontot gy�jt�tt �s a vil�gbajnoks�g hetedik hely�n v�gzett, m�g R�ikk�nen 9 ponttal tizedik lett. A n�met versenyz� els� dobog�s helyez�s�t is megszerezte: a Brazil Nagyd�jon harmadik lett.

Heidfeldet nagy csal�d�s �rte a szezon v�g�n, amikor a McLaren – amely addig az � p�lyafut�s�t egyengette – a szezon v�g�n m�gsem �t v�lasztotta ki arra, hogy a wokingi csapatn�l 2002-t�l felv�ltsa a visszavonul� Mika H�kkinent, hanem R�ikk�nent. Heidfeld maradt a Saubern�l 2002-re �s 2003-ra is, a McLaren-Mercedesszel pedig megszakadt addigi egy�ttm�k�d�se.

2002-ben Heidfeld 7 pontot gy�jt�tt a pontversenyben �s a tizedik helyen v�gzett a vil�gbajnoks�gban, legjobb helyez�se barcelonai negyedik helye volt. �jonc csapatt�rsa, Felipe Massa 4 ponttal tizenkettedik lett.

2003-ban a veter�n honfit�rs, Heinz-Harald Frentzen �rkezett Heidfeld mell� csapatt�rsnak. Heidfeld gyenge szezont futott: 6 ponttal mind�ssze a vil�gbajnoks�g tizenhatodik hely�n v�gzett, mik�zben Frentzen 13 ponttal tizenegyedik volt

2004-t�l Heidfeld a Jordan-Fordn�l folytatta p�lyafut�s�t – oldal�n az �jonc Giorgio Pantan�val. A Jordan gyenge aut� volt, Heidfeld pedig 3 ponttal a vil�gbajnoks�g tizenhetedik hely�n v�gzett. A m�sik aut�ban Pantano egyetlen pontot sem gy�jt�tt, �m a Kanadai Nagyd�jon az olaszt helyettes�t� Timo Glock els� – �s eddig egyetlen – Forma-1-es verseny�n kisebb szenz�ci�k�nt 2 pontot szerzett hetedik hely�vel.

Mivel a Jordannek p�nzre volt sz�ks�ge, azokat a pil�t�kat r�szes�tette el�nyben, akik fizetni tudtak, illetve voltak hajland�ak hely�k�rt. Ez�rt azt�n Heidfeldnek a szezon v�g�n t�voznia kellett az �r csapatt�l, �tadva hely�t Tiago Monteir�nak, illetve Narain Karthikeyannak.

A munka n�lk�l maradt Heidfeld ezut�n a Williamst�l kapott egy olyan lehet�s�get, hogy az egyik pil�ta�l�s�k�rt egy tesztel�sen m�rk�zz�n meg a csapat addigi tesztpil�t�j�val, a brazil Antonio Pizzoni�val. Heidfeld meggy�z�bb volt, �gy 2005. janu�r 31-�n bejelentett�k, hogy a Williams leszerz�dteti a szezonra.

A 2005-�s �v Heidfeld eddigi legjobb eredm�nyeit hozta: a N�rburgringen megszerezte Forma-1-es p�lyafut�sa els� pole poz�ci�j�t, a versenyen pedig m�sodik lett, csak�gy, mint Monac�ban. A szezon utols� �t futam�n azonban nem vehetett r�szt: Olaszorsz�gban �s Belgiumban egy kor�bbi tesztbaleset miatt, majd Braz�li�ban, Jap�nban �s K�n�ban az�rt, mert ker�kp�roz�s k�zben �tk�z�tt egy motorossal. Heidfeld �gy 28 pontot szerzett a szezon sor�n, amivel a bajnoks�g tizenegyedik hely�t szerezte meg. Csapatt�rsa, Mark Webber 36 ponttal tizedik volt, de hozz� kell tenni, hogy csak az utols� �t futamon – teh�t amelyeken Heidfeld nem vett r�szt – tudott csak ford�tani a n�mettel szemben.

2006-t�l a Williams �s addigi motorsz�ll�t�ja, a BMW k�l�n utakon folytatta – ut�bbi kiv�s�rolta a Saubert �s BMW-Sauber n�ven gy�ri csapatk�nt folytatta. A BMW-Williams addigi k�t versenyz�je k�z�l Webber a Williamshez ker�lt, m�g Heidfeld a BMW-hez. �j csapatt�rsa az 1997-es vil�gbajnok, Jacques Villeneuve lett.Miut�n Jacques Villeneuve-�t menesztett�k,Robert Kubica lett az �j csapatt�rsa.