Debut F1-nya dimulai pada musim 2000 bersama tim Prost, berpasangan dengan rekan setimnya yang berpengalaman, Jean Alesi. Tahun pertamanya yang cukup berat dipenuhi dengan kendala reliabilitas yang tak kunjung usai. Belum lagi beberapa insiden yang melibatkan dirinya dengan Alesi, salah satunya adalah ketika mereka berdua saling sikut di GP Austria. Selain itu Heidfeld juga sempat dilarang ikut balapan satu kali yaitu di Eropa karena mobilnya berada dalam batas berat yang tidak diperbolehkan. Hasil finish terbaik Heidfeld di musim 2000 adalah saat ia finish P8 di Monako. Heidfeld gagal meraih satu angka pun di musim debutnya di F1.