เฮเลน่าเกิดเมื่อวันที่ 26 พฤษภาคม พ.ศ. 2509 ณ กรุงลอนดอน ในครอบครัวการเมืองที่มีชื่อเสียงของบริเตน เธอเป็นลูกสาวคนสุดท้องในบรรดาพี่น้อง 3 คนของนายเรมอนด์ บอนแฮม คาร์เตอร์ นายธนาคารแถวหน้าและอดีตรักษาการที่ปรึกษาธนาคารกลางแห่งประเทศอังกฤษ กับนางเอเลน่า ปรอปเปรึ เดะ คาเยค่อน นักจิตบำบัดชาวสเปน ลูกสาวของ Eduardo Propper de Callejón นักการทูตผู้โด่งดังจากวีรกรรมการช่วยเหลือชาวยิวจากนาซีในสมัยนั้น ทั้งยังเป็นหลานสาวของบารอเนสไวโอเล็ต บอนแฮม คาร์เตอร์ นักการเมืองหญิงฝ่ายลิเบอรัล หนึ่งในเพื่อนสนิทที่สุดของนายวินสตัน เชอร์ชิล อดีตนายกรัฐมนตรีสมัยสงครามโลก กับเซอร์เมาริส บอนแฮม คาร์เตอร์

และเธอยังเป็นเหลนของอดีตนายกรัฐมนตรีเฮอร์เบิร์ท เฮนรี แอสควิธ เอิร์ลแห่งอ็อกซ์ฟอร์ดอีกด้วย ด้วยเหตุนี้เองเธอจึงถูกอบรมเลี้ยงดูและได้รับการศึกษาเป็นอย่างดีร่วมกับพี่ชายอีก 2 คนคือนายเอ็ดเวิร์ดและโทมัส บอนแฮม คาร์เตอร์ แต่ถึงกระนั้นเธอก็ยังมีช่วงชีวิตวัยเด็กที่ยากลำบาก เนื่องจากมารดาของเธอเกิดอาการป่วยทางประสาท เมื่อเธอยังอายุได้เพียง 5 ขวบ เฮเลน่าจึงต้องคอยดูแลมารดาอย่างใกล้ชิดตลอดหลายปีจนมารดาของเธอหายดี ทว่าหลังจากนั้นไม่นานบิดาของเธอก็ล้มป่วยลงด้วยโรคอัมพาตเมื่อเธออายุได้เพียง 13 ปีเท่านั้น เธอจึงต้องคอยทำอาหารและดูแลผู้เป็นบิดาด้วยตนเอง จนบิดาถึงแก่กรรมในปีค.ศ.2004

ความเจ็บป่วยของบิดามารดาที่ไล่เลี่ยกันเพียงไม่กี่ปี ได้สร้างความเครียดและความกังวลให้กับเธอเป็นอย่างมาก ประกอบกับการเรียนไปด้วยทำงานไปด้วย ยิ่งเพิ่มความกดดันให้กับเธอเป็นเท่าทวี ดังนั้นในวัย 19 ปี เฮเลน่าจึงป่วยเป็นโรคซึมเศร้าที่ทำให้เธอต้องรับประทานยาและเข้ารับการรักษาอยู่หลายปี เฮเลน่ายังกล่าวอีกว่าอาการเจ็บป่วยของบิดามารดายังเป็นอีกสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เธอตัดสินใจเข้าวงการบันเทิง การแสดงคือการได้หยุดพักผ่อนจากการเป็นตัวเอง ได้หลงลืมความเครียดและความเจ็บปวดจากปัญหาชีวิตที่กำลังเผชิญ และเป็นการสร้างโลกแห่งความฝันขึ้นมาบนโลกแห่งความเป็นจริง ซึ่งเป็นโลกที่เธอสามารถควบคุมจัดการและหลบหนีความเหนื่อยหน่ายในชีวิตเพื่อไปพักผ่อนกับตัวเองลำพังได้