Han var sønn av gårdbruker Erik Solheim og Randine Vedum fra Øyer i Gudbrandsdalen. Etter middelskole på Lillehammer ble han student i 1904 og i 1908. Deretter ble han advokatfullmektig og oppholdt seg to år i utlandet med et stipend. I 1913 ble han ansatt i Landbruksdepartementet, hvor han ble byråsjef i 1918 og ekspedisjonssjef i 1934.