Wolfgang Heinz wurde in Wiesbaden geboren und wuchs in München auf. Nach einer Assistenzzeit an der Bayerischen Staatsoper München bei Giuseppe Patané studierte er an der Musikhochschule Köln Dirigieren und Klavier. Als Kapellmeister an den Theatern in Essen, Detmold, Plauen und Pforzheim sowie als Gast in Hagen, Magdeburg und Dessau erarbeitete er sich ein breites Opernrepertoire. Nach der Zeit als Musikdirektor der Schlossfestspiele Ettlingen wechselte er 1999 an das Staatstheater Stuttgart und dirigiert dort seither Opern- und Ballettvorstellungen. Von 2002 bis 2006 hatte er die Musikalische Leitung der Jungen Oper der Staatsoper Stuttgart, seit 2008 ist er Stellvertretender Musikdirektor des Stuttgarter Balletts, wo er für ein breites Repertoire verantwortlich zeichnet und die Compagnie auf fast allen internationalen Gastspielen begleitet. Gastengagements führten ihn zudem seit 2004 u.a. zum Bayerischen Staatsballett, an die Opernhäuser in Ankara und Mexiko Stadt, die New Israeli Opera Tel Aviv, das Teatro Real Madrid, Teatro São Carlos Lissabon, die Semperoper Dresden, Staatsoper und Deutsche Oper Berlin, das Badische Staatstheater Karlsruhe, die Königlich Schwedische Oper Stockholm, Opéra National du Rhin Strasbourg sowie die Opera Vlaanderen in Antwerpen. Seit 2009 ist Wolfgang Heinz ständiger Gastdirigent des Birmingham Royal Ballet.
Er arbeitete mit dem New City Orchestra Tokyo, West Australian Symphony Orchestra, Orchestre Colonne Paris, Prime Orchestra Seoul, Symphony Orchestra Osaka sowie dem Staatlichen Orchester des Bolschoi-Theaters Moskau und dirigierte Konzerte der Südwestdeutschen Philharmonie Konstanz, dem Hessischen Staatsorchester Wiesbaden oder der Württembergischen Philharmonie Reutlingen.
Am Pult des Wiener Staatsopernorchesters gibt er 2023/24 sein Debüt in der Wiener Staatsoper mit der musikalischen Leitung des Balletts Giselle sowie der Nurejew-Gala.