Frédéric Van Heems débute sa carrière en 1986 au Figaro avant de rejoindre Les Nouvelles Messageries de la Presse Parisienne (NMPP) en 1994, et Hachette Distribution Services en 1997, à Paris puis à Budapest à la tête de Lapker. 

En 2002, il rejoint Areva où il dirige notamment le programme d’enrichissement de l’uranium et puis la Business Unit mesures nucléaires, avant de devenir Président Directeur Général de Canberra à New York en 2005.

En 2009, il devient Président Directeur Général du groupe Cegelec et prend ensuite la Direction d’Alstom Power Automation & Controls.

En 2014, il rejoint Veolia comme Directeur Général de sa filiale Siram en Italie, avant de devenir Directeur Général de Veolia Eau France en 2016. De 2021 à 2025, il est Directeur Général de Veolia pour l’Amérique du Nord, basé à Boston puis à New-York, et membre du Comité Exécutif du groupe.

Il est nommé Président du Directoire du groupe Keolis en février 2026.