En 2019, chez les juniors (moins de 19 ans), Nicolas Heinrich se classe troisième du championnat d'Allemagne du contre-la-montre et de l'Internationale Cottbuser Junioren-Etappenfahrt. Sur piste, il devient cette même année champion d'Europe de poursuite juniors et remporte le bronze en poursuite par équipes, avec Pierre-Pascal Keup, Hannes Wilksch, Tobias Buck-Gramcko et Moritz Kretschy. Aux mondiaux sur piste juniors, organisés à domicile à Francfort-sur-l'Oder, il devient champion du monde de poursuite par équipes avec Keup, Wilksch, Buck-Gramcko et Kretschy en réalisant un nouveau record du monde juniors en 3 minutes et 58.793 secondes. Lors de ces championnats, Heinrich décroche également la médaille d'argent en poursuite individuelle derrière son compatriote Tobias Buck-Gramcko.
En 2020, aux championnats d'Europe sur piste espoirs (moins de 23 ans), il décroche la médaille de bronze sur la poursuite par équipes avec Buck-Gramcko, Felix Groß et Richard Banusch. L'année suivante, il est médaillé d'argent de la poursuite individuelle aux championnats d'Europe espoirs et participe à ses premiers championnats du monde et d'Europe avec les élites. En avril 2022, lors de la première manche de la Coupe des nations sur piste à Glasgow, il termine deuxième de la poursuite derrière Corentin Ermenault.
- 2022
- 1er de la poursuite à Milton
- 2e de la poursuite à Glasgow
- 3e de la poursuite par équipes à Milton
- 2022
- 2023
- Champion d'Allemagne de poursuite
- Champion d'Allemagne de poursuite par équipes
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