Die erste Urkunde, in der Windheim erwähnt wird, stammt aus dem Jahre 1318. Die Gründung des Dorfes hat wahrscheinlich deutlich früher stattgefunden.
Windheim liegt auf dem rechten Weserufer und befindet sich nordöstlich von Petershagen. Im Norden grenzt es, getrennt durch die Weser, an Hävern. Im Osten befinden sich Döhren und Ilse, im Süden Jössen und im Westen Ovenstädt, ebenfalls durch die Weser getrennt.