La mayoría de su carrera la ha realizado con papeles dramáticos, especialmente para la televisión, aunque ha tenido una significativa presencia en películas con carácter.

Helgenberger se graduó en drama en la Northwestern University, un buscador de talentos la reclutó allí para la telenovela Ryan`s Hope (1975) en la que trabajó durante cuatro años.

Durante los años 1990 Helgenberger realizó numerosos papeles en películas para televisión y como estrella invitada en series del mismo género.

Ganó un premio Emmy por su actuación como una prostituta que trabaja con los soldados estadounidenses durante la guerra de Vietnam, en la serie China Beach (1988).

Compartió en 2005 el Premio del Sindicato de Actores al mejor reparto en una serie dramática.