Heidelheim ist eines der ältesten Dörfer in der gesamten Region.
Die Endung "-heim" verweist auf eine fränkische Namensgebung, dem "Heim des Heidilo", mundartlich "Hädlem". Durch unterschiedliche Flurformen lassen sich jetzt noch zwei Gründungsphasen nachweisen, im 8. und 12. Jhd., letztere durch bayerische Siedler.
1356, zur Amtszeit Kaiser Karl IV., wurde Heidelheim erstmals in Urkunden erwähnt.
Am Ausgang des Mittelalters bestand Heidelheim aus 12 Höfen und gehörte in das Amt Kirchenlamitz. Als Folge von Teilungen erhöhte sich die Höfeanzahl bis 1787 auf vier ganze Höfe, 15 halbe und uwei Viertelhöfe. Hinzuzuzählen sind noch vier Tropfhäuser und das Hirtenhaus.

1818 fasste man Heidelheim, Buchbach (1953 zu Schönwald) und Steinselb zu einer Landgemeinde im Landgerichtsbezirk Selb zusammen.
Infolge der Trennung von Justiz und allgemeiner Verwaltung entstanden 1863 die Bezirksämter. Die Landgemeinde Heidelheim kam zum Bezirksamt (seit 1938 Landkreis) Rehau, im Zuge der Landkreisreform 1972 zum Landkreis Wunsiedel.
Am 1. Januar 1978 wurde die bis dahin selbstständige Gemeinde Heidelheim mit ihrem Ortsteil Steinselb nach Selb eingemeindet.
Heidelheim liegt am fränkischen Gebirgsweg und ist der evangelischen Kirchengemeinde Spielberg zugehörig. Das Dorf, das zu den schönsten im Landkreis zählt, hatte bis 1968 eine eigene Schule.
Der Dorfanger wird vom Rechtlergarten geprägt, der 2012 mit viel Eigenleistung neu eingezäunt wurde. Zum Schutz der Perlmuschel wurde 1992 in Heidelheim eine Kläranlage gebaut um den Eintrag von Phosphat und Ammonium in die Steinselb zu reduzieren.
Der Campingplatz  besteht seit 1975. Gäste aus 85 Nationen waren hier schon zu Gast. 2022 wurde er von Christian & Caro Schemm übernommen. Der ehemalige „Halali-Park“ wurde umbenannt in "Kornberg Boarderland Camping".
1965 wurde der Zimmerstutzenschützenverein neu gegründet. Ihm gehören Mitglieder aus den drei Dörfern an.  Von 1984-1987 wurde das Schützenvereinsheim in Eigenleistung gebaut.
Die Freiwilligen der 1877 gegründeten Feuerwehr  übernahmen in Eigenleistung den Ausbau des Feuerwehrhauses, das von 1990 - 1992 errichtet wurde.