Han var bror av Gunnar Heiberg og onkel til Hans Heiberg. Han tok examen artium i 1879 og begynte på medisinstudiet året etter, men var en aktiv deltaker i Kristianiabohemen rundt Hans Jæger, og det tok 13 år før han tok medisinsk embetseksamen. I mange år var han forlovet med Bokken Lasson.