Ha participado y ganado diversos concursos internacionales.
Ha actuado con directores como David Afkham, Marc Albrecht, Herbert Blomstedt, Christoph von Dohnányi, Philippe Herreweghe, Manfred Honeck, Vladimir Jurowski, Andris Nelsons, Emmanuel Krivine, Andrés Orozco-Estrada, Christoph Poppen, Michael Sanderling y David Zinman.
[2] Su atención se centra preferentemente en la música de cámara colaborando con muchos artistas de renombre, entre ellos Lars Vogt, Gidon Kremer, Christian Tetzlaff, Julia Fischer, Frank Peter Zimmermann, Carolin Widmann, Veronika Eberle, Antje Weithaas, Tabea Zimmermann, Heinrich Schiff, Sharon Kam, Sabine Meyer, Juliane Banse y Matías Goerne.
Helmchen ha publicado numerosos álbumes, incluida la grabación de todos los conciertos para piano de Ludwig van Beethoven y su Triple Concierto, así como las obras completas para violín y piano de Franz Schubert (junto con Julia Fischer).
Martin Helmchen está casado con la violonchelista Marie-Elisabeth Hecker,[3] con quien también colabora musicalmente y ha publicado varios álbumes, y es padre de tres hijas.