Kalheim deltok i folkeaksjoner mot atomvåpen, NATO og norsk medlemskap i EF (EU). Han var fra 1970 nestleder iFolkebevegelsen mot EEC. Han ble medlem av Arbeiderpartiet i 1959, men meldte seg ut i 1973 sammen med mange andre EF-motstanderne som hadde organisert seg i Arbeiderbevegelsens informasjonskomité. Da hadde han en god stund vært tilhenger av samling på venstresida i ett bredt sosialistisk parti. Etter nei-seieren i folkeavstemninga i 1972, ble dette delvis virkeliggjort i og med opprettingen av Sosialistisk Valgforbund i 1973. Kalheim var en viktig aktør i denne samlingsprosessen til han brått døde i 1974.