Heike Hagemeier studierte Mathematik an der Universität zu Köln. Sie promovierte im Jahr 2010 an der Technischen Universität Darmstadt in reiner Mathematik mit einer Arbeit im Bereich Modulformen, einem Teilgebiet der Zahlentheorie. Seit 2010 ist sie im Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik beschäftigt. Zunächst hat sie dort über 10 Jahre als Referentin im Referat „Vorgaben an und Entwicklung von Kryptoverfahren“ an verschiedenen Aspekten der Post-Quanten-Kryptografie, beispielsweise der Auswahl von geeigneten Verfahren oder der Integration in kryptografische Protokolle, gearbeitet. Anfang 2022 wechselte sie in das Referat „Technologie- und Forschungsstrategie“ und ist seit Anfang 2024 in das Bundesministerium des Innern abgeordnet, wo sie im Referat „Internationale Cybersicherheit und Cybersicherheitsforschung“ den Bereich Cybersicherheitsforschung verstärkt.