Heyerdahl var fødd i Aremark, der far hans var sorenskrivar. Han gjekk på latinskulen i Kristiania, og vart student i 1790. I 1794 fullførte han si teologiske utdanning og vart cand. theol. Året etter personleg kapellan i Ringsaker, frå 1799 i lik stilling i Kongsberg. I 1800 utnemnd til residerande kapellan i Toten. Her var han 1804-08 samstundes styrar for eit lærarseminar, einelærar 1804-07. I 1811 oppheldt han seg i København og søkte på embetsstillingar. I 1812 vart Heyerdahl utnemnd til sokneprest i Stjørdal. I dette embetet vart han verande i 23 år, til han i 1835 vart sokneprest i Gran.
Heyerdahl var ein dei fremste opplysningsprestane. Ved sidan av prestegjerninga studerte han mineralogi medan han budde i Kongsberg og botanikk i Stjørdal. Dessutan var han ein flink jordbrukar. Han føretok ei rekke vitskaplege undersøkingar, nokre av desse vart publisert.