Pobyt i zbrodnie w Mauthausen Od 1 października 1941 był lekarzem obozowym w KZ-Mauthausen. Mimo że przebywał tam jedynie przez 2 miesiące (do grudnia 1941), Heim został zapamiętany przez więźniów jako jeden z najokrutniejszych lekarzy SS w tym obozie.
Przedmiotem jego zbrodniczych eksperymentów było badanie skuteczności różnorakich trucizn na więźniach obozu. Według zeznań pisarza rewiru i pracowników pomocniczych, przy operacjach Heim razem z aptekarzem obozowym Erichem Wasickym wstrzykiwał zabójcze substancje w serce bez stosowania narkozy, chcąc sprawdzić, która z trucizn jest najtańsza i najszybsza w użyciu. Tym sposobem zabił kilkuset ludzi. Usuwał bez narkozy organy (dla wprawy, z nudów lub sadyzmu), po czym mierzył czas do zgonu ludzi, którzy konali z krzykiem. Raz wedle świadków rozciął człowiekowi brzuch, pozbawił jelit i wątroby i czekał na zgon. Więźniowie bali się go jak śmierci (stąd jego pseudonim).