Pese a provenir de una familia de emigrantes alemanes que viajó a Sudamérica a fines del siglo XIX, la infancia de Federico Heinlein transcurrió en Alemania, país al que regresaron en 1910. Durante la Primera Guerra Mundial la familia vivió en carne propia las vicisitudes del conflicto armado. Se vieron obligados a abandonar la casa en la que vivían. Su hermano, veinte años mayor que Federico, cayó prisionero de guerra de los ingleses mientras su padre, dueño de un negocio de importaciones en Buenos Aires, esperaba la llegada de su familia. Al finalizar la guerra, su hermano fue el primer prisionero en ser liberado y entonces, junto a su madre y hermanos, emprendieron viaje a Argentina. Al poco tiempo, cuando Federico Heinlein tenía siete años, su padre falleció. De ahí en adelante comenzó una vida familiar en permanente tránsito entre Alemania y Argentina.

Fue educado por su madre -Emmy, una disciplinada intérprete en piano-, su hermano mayor y su padrino de manera muy libre. En las frecuentes veladas musicales que se realizaban en su casa, Federico se acercó al repertorio de la ópera y se inició en el acompañamiento en piano de cantantes e instrumentistas. Sus tres hermanos mayores tocaban piano, violín y violoncello, con lo cual formaron un trío. Federico participaba escondido debajo de la caja del piano de la casa, escuchando su resonancia y la música que hacían su madre y sus hermanos y amigos. De esta manera, antes de cumplir los diez años ya escribía poesía y realizó la primera musicalización de un poema en alemán.

Finalmente, el adolescente Heinlein se graduó del Colegio Alemán de Buenos Aires, decidido a estudiar música. Su carrera musical comenzó en esa ciudad y continuó, profesionalmente, en Alemania.