Hijo del médico Ulrich von der Leyen (1918-1992) y su esposa Cornelia Maria Groth (1922-2014), procede de la familia Von der Leyen, una familia noble alemana de mercaderes e industriales de seda que construyeron un importante negocio textil en Krefeld.
Heiko Echter von der Leyen estudió medicina en las universidades de Hamburgo, la Universidad Médica de Hannover (MHH) y Stanford, (Estados Unidos).
En colaboración con la Universidad Médica de Hannover (MHH) (Laboratorios de Investigación Leibniz para Biotecnología y Órganos Artificiales, LEBAO), ARTISS GmbH - desarrolló nuevas válvulas cardíacas mitrales biológicas basadas en células corporales (del sistema vascular del receptor, o incluso células madre o médula ósea).
Ella es la primera mujer en la historia de Alemania que ocupa este cargo.
Muchos la veían como posible sucesora de la canciller Angela Merkel debido a su instinto político y a su lealtad hacia la canciller; con ella tiene siete hijos.