Heikki Kovalainen uluslararası alanda adını ilk defa 2004 sezonunda katıldığı Şampiyonlar yarışı organizasyonunda duyurdu. Loeb burada Sebastian Loeb'i kendi kullandığı araç Citroen ile geride bırakmayı başararak ilgi odağı oldu.

Kovalainen Formula 1'e geçmeden önce karting serilerinde, İngiltere Formula Renault ve İngiltere F3 serilerinde yarıştı. World Series by Renault'taki ilk sezonunda 2. olan Kovalainen bir sene sonra bu seride şampiyon oldu.

2005'te GP2 serisinde yarışan ve şampiyonluğu Nico Rosberg'e kaptıran Kovalainen daha sonra Renault denetimi altına girdi. Renault'ta geçirdiği 1 senelik test döneminin ardından Mclaren'e geçen Fernando Alonso'nun yerine Renault'ta yarış koltuğuna oturdu Fin pilot 2007 sezonunda.

Başlarda beklenen performansı veremeyen çaylak pilot sezon ilerledikçe kendisini geliştirdi ve sezonun ikinci yarısında düzenli olarak puanlar kazandı. Asıl başarı ise Japonya yarışında Kimi Raikkonen'i arkasında tutmayı başarıp podyumun ikinci basamağına çıkması ile geldi.

Renault ile geçirdiği 1 senenin ardından Kovalainen Mclaren'den ayrılan Fernando Alonso'nun yerine transfer oldu. Mclaren ile gözünü daha fazla başarılara diken Fin pilot takımın İngiliz yıldızı Lewis Hamilton'un takım arkadaşı olarak Mclaren'de yarışacak.