Helena af Sandeberg föddes i Solna, men växte upp i Rotebro i Sollentuna kommun. Hennes mor arbetade som lärare och gick bort när af Sandeberg var 18 år gammal.[2][3]
Helena af Sandeberg tillhör adelsätten af Sandeberg.
af Sandeberg har varit gift med teaterregissören Alexander Mørk-Eidem; de har en son född 2005 men separerade 2009.[3][7] Hon var gift andra gången 28 juli 2013 – 2017 med skådespelaren och sångaren Fredrik Lycke;[8] de fick en dotter 2014. af Sandeberg driver det egna produktionsbolaget Alfredo Film och Teater AB.[9]