Hélène Dutrieu war die Tocher eines Armeeoffiziers. Ihre Karriere begann sie als Kunstradfahrerin. entdeckte sie ihre Liebe zur Fliegerei. 1908 flog sie zum ersten Mal (ohne eine Santos-Dumont vom Typ Demoiselle - und einen Bruch. Anschliessend beschloss sie das Fliegen zu lernen und kurz nach Raymonde de Laroche in Frankreich erwarb sie 1910 den Pilotenschein des Aéro Club de Im September desselben Jahres erregte sie durch 45km Nonstop-Flug von Ostende nach Brügge die Aufmerksamkeit des Publikums.
Bei einem Wettflug 1911 in Florenz gewann sie - als einzige weibliche des Rennens - den begehrten Pokal des Königs. Im Herbst dieses Jahres nahm sie Nassau-Boulevard Flugtag in den USA teil wo im Dauer-Wettflug einen Preis gewann. Am 31. Dezember stellte sie in 2 Stunden 58 einen neuen Streckenweltrekord für Frauen auf (254km). den Jahren 1910 und 1911 gewann sie den Coupe Femina.
Für ihre fliegerischen Leistungen wurde sie 1913 zum Ritter der Französischen Ehrenlegion ernannt.
Als eine der wenigen Frauen war Dutrieu im Ersten Weltkrieg im Einsatz: Als Mitglied der Pariser schützte sie die Hauptstadt vor Angriffen der Flugzeuge und Zeppeline .
Nach dem Krieg wurde sie Ambulanzfahrerin. Zweiten Weltkrieg leitete sie ein Militärhospital.
1922 heiratete sie einen Franzosen und nahm französische Staatsbürgerschaft an.