Heinze började sin karriär i den argentinska klubben Newell's Old Boys i Rosario för att sedan skriva på för spanskaReal Valladolid. Efter en säsong utan några spelade matcher för Heinze lånades han ut till portugisiskaSporting Lissabon där han fick spela fem matcher och dessutom göra ett mål. När han kom tillbaka från lånet fick han mycket mer speltid.
Därefter följde två säsonger för Real Madrid och sedan två säsonger för franska Marseille. Den 22 juli 2011 skrev Heinze på för italienskaRoma efter att Marseille släppt honom som free agent. I augusti 2012 återvände Heinze till sin moderklubb Newell's Old Boys, där han avslutade den aktiva karriären 2014.
Tränarkarriär
Efter att ha tränat flera argentinska klubbar, bland annat Vélez Sarsfield, blev Heinze den 18 december 2020 utsedd till ny tränare i amerikanskaAtlanta United.[2] Redan i mitten av juli 2021 fick Heinze dock sparken efter bara två vinster på de första 13 matcherna.[3]