Heidfeld har tidigare kört Formel Ford, formel 3, formel 3000 och debuterade i formel 1 för Prost . Han var mellan och försteförare i BMW:s pånyttfödda F1-stall. Säsongen imponerade Heidfeld. I Bahrain körde han till och med om den regerande världsmästaren Fernando Alonso. Han fortsatte med sin fina körning och tog två pallplatser under säsongen och slutade femma i förar-VM, vilket är hans bästa placering i karriären. Han förlängde sitt kontrakt och fortsatte i stallet även . När BMW Sauber drog sig ut ur Formel 1 till , så blev Heidfeld utan kontrakt. I stället blev han test- och reservförare i Mercedes Grand Prix vilket i praktiken innebar att han fick se såväl träningar som kval och lopp från depån. När det blev klart att Pirelli skulle börja leverera däck till formel 1 valde det italienska företaget Heidfeld som testförare. Under hösten 2010 fick han göra fem inhopp i sitt gamla stall Sauber sedan Pedro de la Rosa fått sparken. 12 februari 2011 var Heidfeld tillbaka på banan igen, denna gång i Lotus Renault GP (f d Renault F1) där kommer att ersätta Robert Kubica som skadat sig allvarligt i en rallyolycka. Heidfeld var snabbast av alla förare på sitt första test för Renault och blir stand-in för Kubica tills denne kan göra comeback, troligen hela säsongen 2011. Hans första lopp för Renault blev ingen succé, men i det andra - i Malaysia - gjorde Nick en stabil körning och knep tredjeplatsen. Det innebär att han är den förare i historien som har flest pallplatser utan att någonsin ha vunnit ett lopp. .