Авиацией заинтересовался после посещения Международной выставки во Франкфурте в 1909 году, в том же году приступил к строительству своего первого самолета типа биплана Фармана. В 1911 году совершил полёт на этом самолете, но потерпел аварию и получил серьёзные ранения.
Работал конструктором у Ф. Шнайдера, затем перешёл в компанию «Альбатрос флюгцойгверке».
В 1922 году основал самолетостроительную фирму в Ростоке (Германия), существовавшую до 1945 года. В начале 1930-х годов построил семиместный транспортный самолет Не 70, на котором в 1933 году был поставлен рекорд скорости — 375 километров в час. В последующие годы создал пикирующий бомбардировщик Не 50 и истребитель Не 51. К середине 1930-х годов фирма «Хейнкель» представляла собой мощный авиационный концерн, имеющий своё КБ, серийные заводы, авиационные мастерские и летно-исследовательскую базу. Все новое и передовое в достижениях авиационной науки немедленно воплощалось в конструкциях созданных им самолетов. Фирмой выпускалось более 100 типов самолетов (учебные, пассажирские, разведчики, бомбардировщики, истребители и др.). В 1939 году построил первые опытные реактивные самолеты He 176 (с ракетным двигателем) и Heinkel He 178 (с турбореактивным двигателем Пабста фон Охайна). Двухмоторные бомбардировщики Хейнкеля He 111 широко применялись во Второй мировой войне.
В 1938 году Хейнкелю присуждена, вместе с Фердинандом Порше и Фрицем Тодтом, новоучрежденная (1937) Немецкая национальная премия в области искусств и наук[en], которую он поделил поровну (по 50 тыс. марок) с Вилли Мессершмитом.
С 1950 года Хейнкель руководил самолетостроительной фирмой в Штутгарте.
Во времена национал-социализма, 1933—1945 годы
После прихода к власти национал-социалистов, Хейнкель становится членом НСДАП. В том же году новообразованные ВВС Германии, факт создания которых, на первых порах, держится в секрете, поручают авиационным компаниям приступить к разработке и изготовлению боевых самолетов. Особое внимание руководства Люфтваффе получил двухмоторный самолет He 111, первоначально заявленный транспортным самолетом, с перспективой создания на его основе бомбардировщика. В Ораниенбурге под Берлином в период 1936—1937 годов строится огромный авиационный завод по выпуску бомбардировщика He 111. При официальных визитах главы государства завод должен представлять символ германской промышленной мощи. Хотя предприятие в Ораниенбурге носило название Heinkel-Werke Oranienburg, оно тем не менее находилось полностью в собственности германских ВВС и было выкуплено Хейнкелем значительно позднее.
Эрнст Хейнкель умер 30 января 1958 года, оставив после себя 154 выполненных конструкций самолётов и 13 самолётных катапульт, а также пять реактивных самолётов. За свои заслуги Хейнкель получил титул профессора, а также учёную степень доктора наук Штутгартского политехнического института и Ростокского университета.
Lutz Warsitz: THE FIRST JET PILOT — The Story of German Test Pilot Erich Warsitz, Pen and Sword Books Ltd., England, 2009, ISBN 978-1-84415-818-8, English Edition