I 1980-åra var han en kort stund medlem i Venstre, før han fant veien til Miljøpartiet De Grønne i 1989, to år etter partiets oppstart i Norge. Vindheim har vært nasjonal talsperson for partiet i flere perioder, og gikk av som talsperson og landsstyremedlem på landsmøtet i Halden i mars 2004.