Ks. Heike Wittlieb wurde in Dortmund geboren und studierte Gesang an der Folkwang Hochschule Essen bei Kammersängerin Rita Streich und anschließend an der Musikhochschule Dortmund bei Kammersängerin Elisabeth Lachmann.
Ihr erstes Engagement führte sie in die Schweiz an das Stadttheater Luzern. Anschließend war sie fünf Jahre lang Mitglied des Ensembles der Deutschen Oper am Rhein Düsseldorf.
Seit 1996 ist sie an der Oper Kiel engagiert. Als lyrische Koloratursopranistin war sie hier in vielen wichtigen Rollen ihres Fachs zu hören, darunter Gilda in »Rigoletto«, Sophie im »Rosenkavalier«, Susanna in »Die Hochzeit des Figaro«, Pamina in »Die Zauberflöte«, Gretel in »Hänsel und Gretel«, Nedda in »Der Bajazzo«, Frau Fluth in »Die lustigen Weiber von Windsor«, Primadonna in »Viva la Mamma«, Gouvernante in »The Turn of the Screw«, Olympia und Giulietta in »Hoffmanns Erzählungen«. Darüber hinaus war Ks. Heike Wittlieb z.B. in der Uraufführung »Die Weisse Fürstin« des ungarischen Komponisten Márton Illés zu erleben. In der Spielzeit 2011/12 begeisterte sie das Kieler Publikum auch als Titelheldin von Jerry Hermans »Hello, Dolly!« und konnte sich darüberhinaus auch in »Ba- Ba- Banküberfall« und Franz Wittenbrinks Erfolgsrenner »Sekretärinnen« höchst erfolgreich von einer ganz anderen Seite präsentieren.
Zahlreiche Gastspiele führten Ks. Heike Wittlieb beispielsweise an das Aalto-Theater Essen, das Musiktheater Gelsenkirchen, das Niedersächsische Staatstheater Hannover und an das Staatstheater Braunschweig. 1999 debütierte sie bei den Seefestspielen Mörbisch als Annina in »Eine Nacht in Venedig« von Johann Strauß. Von dieser Produktion ist auch eine CD erschienen. Weitere Einspielungen mit Ks. Heike Wittlieb sind die Opern »Flammen« (Franz Schreker) und »Donna Diana« (Emil N. von Reznicek) sowie die CD »Con voce festiva« mit dem Ensemble ClarinoBelcanto.
Neben ihrer Tätigkeit als Opernsängerin pflegt die Sopranistin ein vielfältiges Konzert- und Liedrepertoire, das vom Barock bis zur Moderne reicht. Hierbei gilt ihre besondere Liebe gleichermaßen dem klassischen Lied wie der Alten Musik – eine Leidenschaft, die das Gründungsmitglied des Barockensembles ClarinoBelcanto in den Barockopern »Ottone in Villa« von Vivaldi und »Platée« von Rameau als Caio bzw. Amor/La Folie auch auf der Bühne ausleben durfte.
Im April 2012 wurde ihr von Stadtpräsidentin Cathy Kietzer der Titel Kammersängerin der Landeshauptstadt Kiel verliehen.
In der Spielzeit 2012/13 konnte Ks. Heike Wittlieb ihre Vielseitigkeit durch vier höchst unterschiedliche Rollen unter Beweis stellen: Die Rössl-Wirtin Josepha im »Weißen Rössl« und die Kaisergattin »Agrippina« in Händels gleichnamiger Oper, sowie in der Uraufführung der »Schachnovelle« von Cristóbal Halffter und in Franz Wittenbrinks nach wie vor umjubelten »Sekretärinnen«. Zuletzt war sie u.a. als Frau Fluth in »Die lustigen Weiber von Windsor«, als Sangaride in Jean-Baptiste Lullys »Atys«, als Lilli Vanessi / Kate in »Kiss Me, Kate«, als Wellgunde im »Rheingold«, als Eurydice in Glucks »Orpheus und Eurydike« und, nicht zu vergessen, als Marlene Dietrich in »Spatz und Engel«, als »Evita«, als Mrs. Sherman in »Fame« zu erleben und Prinz Orlowsky in »Die Fledermaus«.
Zuletzt sang Ks. Heike Wittlieb u. a. Baronin von Gondremark in der Neuproduktion »Pariser Leben« und war wieder in »Sekretärinnen« und »Spatz und Engel«  zu erleben.
Die Spielzeit 2023/24 hielt u. a. die Partie der Meg Page in »Falstaff« für sie bereit.
In der aktuellen Spielzeit debütiert sie als Annina in »Der Rosenkavalier« und kreiert die Titelrolle in der Uraufführung der Kinderoper »Nixe Kieliane sucht die Ostseeperle«.