Nel 1864/65 Heine si trasferì a Berlino dove lavorò con medici di gran classe come Rudolf Virchow. L'anno seguente fu un assistente medico e professore a Heidelberg. Conseguì la sua abilitazione grazie al suo insegnante Karl Otto Weber. Nel 1869 Heine prese il posto come direttore nell'ospedale chirurgico dell'Università di Innsbruck. Nella guerra franco-prussiana Heine lavorò nuovamente come chirurgo militare.