Solheim var politisk sekretær for fylkesordføreren i Troms 1993–1994. Han blei ansatt som politisk rådgiver for sosialminister Hill-Marta Solberg i Sosial- og helsedepartementet 1994–1996, som en del av Gro Harlem Brundtlands tredje regjering, og i 1996–1997 som en del av Thorbjørn Jaglands regjering.