Helena fou educada a la Cort imperial sota la supervisió de la seva àvia, la tsarina Caterina II de Rússia. Instruïda en art, literatura i música es mantingué molt unida amb la seva germana gran, la gran duquessa Alexandra de Rússia.
La política matrimonial de la tsarina Sofia de Württemberg portà a totes les seves filles a vincular-se amb les famílies més importants de la reialesa: Àustria, Mecklenburg, Països Baixos i Saxònia.
La parella s'establí a Schwerin i aviat s'adaptà a la nova vida en un cort molt més tranquil·la que la de Sant Petersburg. Feliç pel seu matrimoni aviat tingué descendència:
Establir-se a la cort de Schwerin fou relativament dur per la gran duquessa que estava acostumada a la pompositat de la cort de Sant Petersburg. Malgrat tot, ràpidament s'hi acostumà i creà un espai càlid al costat del seu marit.
L'any 1801 fou especialment dur a conseqüència de la mort del tsar Pau I de Rússia i de la gran duquessa Alexandra de Rússia amb qui estava especialment unida.
El setembre de 1803, la gran duquessa Helena caigué malalta i morí sobtadament el 24 de setembre del mateix any. Fou enterrada a l'Helena Pavlovna Mausoleum de Ludwigslust.