Heltau kam als Kind nach Österreich ins Salzkammergut, wo er auch die Schule besuchte. Seine Schauspielausbildung absolvierte er am Max-Reinhardt-Seminar in Wien. Danach debütierte er in Würzburg, von wo ihn Fritz Kortner an das Münchner Residenztheater holte. Es folgten das Theater in der Josefstadt und das Volkstheater in Wien, das Schillertheater und das Theater am Kurfürstendamm in Berlin, das Hamburger Schauspielhaus und das Hamburger Thaliatheater. Von 1959 bis 1961 gastierte er bei den Ruhrfestspielen in Recklinghausen und seit 1964 regelmäßig bei den Salzburger Festspielen wo er zunächst den Guten Gesellen im Jedermann neben Walther Reyer verkörperte.

1965 erfolgte dann der große Durchbruch: Unter der Regie von Giorgio Strehler spielte er den Bassa Selim in der rasch legendär gewordenen Inszenierung von Wolfgang Amadeus Mozarts Die Entführung aus dem Serail für die Salzburger Festspiele (Bühnenbild und Kostüme: Luciano Damiani, Dirigent Zubin Mehta; mit Anneliese Rothenberger, Fritz Wunderlich u. a.), die mit Heltau bis 1974 gezeigt wurde. Zum ersten Mal trat durch Heltau und Strehler diese bis dato vernachlässigte Rolle in den Vordergrund. Der Schauspieler und der Regisseur arbeiteten später noch einige Male zusammen, sowohl bei den Festspielen (Heltau als Heinrich IV. in Das Spiel der Mächtigen nach William Shakespeare in der Felsenreitschule) als auch am Burgtheater (1974 Trilogie der Sommerfrische von Carlo Goldoni; 1975 Das Spiel der Mächtigen; 1994 Die Riesen vom Berge von Luigi Pirandello) und am Pariser Théâtre du Châtelet (Mackie Messer in der französischsprachigen Version von Die Dreigroschenoper).

Im Laufe seiner Karriere spielte er an vielen Theatern in Deutschland und Österreich. Zu seinen Erfolgen gehören auch die deutschsprachigen Interpretationen von Liedern des Belgiers Jacques Brel. Auch mit literarischen Solo-Programmen ist er immer wieder zu hören. Heltau gilt auch als bedeutender Wienerlied-Interpret.

Ein Jugendfoto von ihm wurde 2006 von der Fotokünstlerin Ilse Haider für die neue Porträtgalerie des Burgtheaters fotografisch inszeniert.

Heltau spielte nahezu alle Rollen seines jeweiligen Faches. Er war Orlando in Shakespeares Wie es euch gefällt, verkörperte die Hauptrolle in Friedrich Schillers Don Carlos und den Tellheim in Minna von Barnhelm im Theater in der Josefstadt, den Hamlet und Romeo am Wiener Volkstheater (Regie: Gustav Manker). Dort bekam er 1972 für die Rolle des Dr. Jura in Hermann Bahrs "Das Konzert" die Kainz-Medaille der Stadt Wien. Am Burgtheater der 1970er und 1980er Jahre war Heltau einer der prägendsten Protagonisten, spielte Arthur Schnitzlers Anatol und Harold Pinters Lenny in Heimkehr sowie den Tristan Tzara in Tom Stoppards