År 1980 tog Torleiv Høien dr. philos.-graden vid Universitetet i Bergen med en avhandling om dyslexi. 1983 disputerade han för fil.dr.-graden vid Linköpings Universitet med en avhandling om faktorer som påverkar den auditiva perceptionen.

Høien har praktisk erfarenhet från arbete i grundskolan och som skolpsykolog. Han har undervisat och forskat vid Lärarhögskolan i Stavanger, senare Högskolan i Stavanger och Universitetet i Stavanger. Han spelade en avgörande roll vid etableringen av den andra avdelningen och huvudämnet i specialpedagogik vid Stavanger lärarhögskola.

Høien tog initiativ till etableringen av Senter for leseforsking, upprättat 1989 vid Högskolan i Stavanger och var i tio år centrets ledare. Han etablerade Stiftelsen Dysleksiforsking och var i 15 år direktör för stiftelsen.

Høien har deltagit i en rad forskningsprojekt och har författat en rad vetenskapliga artikler och böcker om lässvårigheter och dyslexi. Han har även varit ämnesvägledare för flera doktorander. Høien har varit professor II i psykologi vid Universitetet i Bergen.

Han är medlem av Det Kongelige Norske Videnskabers Selskab. Kungen utnämnde 9. maj 2007 Høien till riddare av 1:a klass av St. Olavs Orden för «insats inom ämnesområdet dyslexi».