Nach einer Kaufmannslehre in der Zigarrenbranche nahm er Schauspielunterricht beim Meininger Hofschauspieler Leopold Teller. Er gab sein Debüt 1906 in Hanau als Erbprinz Karl-Heinz in der Operette Alt-Heidelberg.
Franz Porten entdeckte ihn für den Film, wo er 1912 in Das Brandmal ihrer Vergangenheit seine erste Hauptrolle spielte. Von 1914 bis 1918 spielte er vor allem die komischen Titelfiguren in den Lustspielserien „Teddy“ und „Paulchen“. Es existiert ein frühes Crossover, der Film Paul und Teddy, in dem Heidemann beide in einer Doppelrolle spielt. Manchmal führte er auch Regie.
In den 20er Jahren wurde Heidemann zum Nebendarsteller, der jahrzehntelang in einer Vielzahl von Filmen aller Art, besonders aber in Komödien zu sehen war. Gleichzeitig spielte er an Berliner Bühnen, vorwiegend in Operetten.
Während des Zweiten Weltkrieges arbeitete Heidemann erneut zusätzlich als Filmregisseur und inszenierte einige Lustspielstoffe. In den 50er Jahren übernahm er noch einmal Rollen sowohl in mehreren bundesdeutschen Produktionen als auch in einigen Filmen der DEFA.
Kay Weniger: Das große Personenlexikon des Films. Die Schauspieler, Regisseure, Kameraleute, Produzenten, Komponisten, Drehbuchautoren, Filmarchitekten, Ausstatter, Kostümbildner, Cutter, Tontechniker, Maskenbildner und Special Effects Designer des 20. Jahrhunderts. Band 3: F – H. Barry Fitzgerald – Ernst Hofbauer. Schwarzkopf & Schwarzkopf Verlag, Berlin 2001, ISBN 3-89602-340-3, S. 615