Prof. Stefan Heimann beginnt seine Ausbildung 1985 bei Elmar Flore (Staatstheater Oldenburg).
1988 wechselt er zu Walter Hilgers (NDR Sinfonieorchester), bei dem er 1991–1993 an der Hochschule für Musik und Theater Hamburg studiert. In dieser Zeit wird er Mitglied des Schleswig-Holstein Festivalorchesters und Stipendiat der Villa Musica. Sein erstes Engagement führt ihn zu den Essener Philharmonikern, denen er 1993–1999 angehört, um anschließend an die Staatsoper Stuttgart zu wechseln. Regelmäßig spielt er bei den großen Radiosinfonieorchestern des WDR, BR, NDR, SWR etc. sowie den großen Opernhäusern München, Hamburg, Düsseldorf … und unter Dirigenten wie Lorin Maazel, Mistislav Rostropovich, Valery Gergiev, Andrew Previn, Sejmyon Bychkov, Zubin Metha und vielen anderen.

2000 wird er zum Lehrbeauftragten an den Hochschulen Mannheim und Stuttgart ernannt.
Seit 1996 ist er Mitglied im Mannheim Brass Quintett, mit dem er u. a. Preise bei verschiedenen Wettbewerben gewinnt; so auch beim Internationalen Wettbewerb für Blechbläser Quintette Narbonne. 2007 wird er zum Honorarprofessor der HMDK Stuttgarter ernannt. Dort gründet er mit seinen Kollegen das Ensemble „City Brass Stuttgart“, in dem Professoren zusammen mit fortgeschrittenen Studenten als Ensemble auftreten.
2015 beruft ihn die Musikhochschule Mannheim zum ordentlichen Professor für Tuba, 2017 bekommt er den Ruf an der Stuttgarter Hochschule zum ordentlichen Professor.
2018 verlässt er das Württembergische Staatsorchester Stuttgart, um sich ganz seiner Lehrtätigkeit zu widmen.
Viele seiner Studierenden sind Preisträger internationaler Wettbewerbe und Mitglieder großer Orchester, wie der Staatsoper München, den Essener Philharmonikern, dem Gürzenichorchester Köln, Staatstheater Wiesbaden, Düsseldorfer Sinfonikern etc.
Seine Studierenden bekleiden regelmäßig Positionen im Bundesjugendorchester, der Jungen Deutschen Philharmonie, Schleswig-Holstein Festival Orchester und sind Stipendiaten der Studienstiftung des Deutschen Volkes und DAAD.
Durch die erfolgreiche Arbeit an der HMDK Stuttgart, zusammen mit seinen Kollegen Prof. Christian Lampert, Prof. Wolfgang Bauer, Prof. Henning Wiegräbe wird er 2017 für den Landeslehrpreis vorgeschlagen.
Regelmäßig folgt er Einladungen für Meisterkurse und Workshops auf der ganzen Welt.