Solheim var politisk aktiv for Arbeiderpartiet, stiftet lokallaget Gloppen Arbeoderparti i 1927, og satt i kommunens kommunestyre og formannskap. Han var medlem av Kringkastingsrådet fra 1949 til 1959. Han var vararepresentant til Stortinget i årene 1934 til 1961, og møtte en rekke ganger. I perioden 1954 til 1957, ble Solheim fast representant fra 1956 til 1957 etter at representanten Ivar Norevik fra Høyanger døde 18. mars 1956.