Helena fue la hija menor del rey Valdemar I de Dinamarca (1131-1182) y su esposa, la princesa Sofía de Minsk (1141-1198).
Se casó con el duque Guillermo de Luneburgo (1184-1213) en el verano de 1202[1] en Hamburgo, por lo que se convirtió en la nuera del duque Enrique el León de Sajonia y su esposa, la princesa inglesa Matilde Plantagenet.
Helena y Guillermo tuvieron un hijo, futuro duque Otón I el Niño de Brunswick-Luneburgo (1204-1252).
Después de la temprana muerte de su marido, el duque Guillermo, en 1213, su hermano el emperador Otón IV se hizo cargo del gobierno de Luneburgo, como regente del hijo de Guillermo, Otón el Niño.
Helena murió en 1233 y fue enterrada en el monasterio benedictino de San Miguel en Luneburgo.