Хелена Вайгель родилась в зажиточной семье; её отец был управляющим в текстильной фирме, матери принадлежал магазин игрушек. Актёрскому мастерству Вайгель обучалась в Вене у актёра Р. Шильдкраута.
В 1919 году была принята в труппу Драматического театра во Франкфурте-на-Майне, где играла, в частности, Марию в «Войцеке» Г. Бюхнера и Пиперкарку в «Крысах» Г. Гауптмана; исполнением главной женской роли в пьесе А. Броннена «Отцеубийство» потрясла самого автора, в то время ближайшего друга Бертольта Брехта.
В 1923 году Хелена Вайгель была принята в труппу берлинского Государственного театра под руководством Л. Йеснера, в 1925 году перешла в Немецкий театр, которым в те годы руководил Макс Рейнхардт. Одновременно выступала на других столичных сценах — «Фольксбюне» и экспериментальной «Юнге бюне» .
В 1924 году в процессе работы над спектаклем «Барабаны в ночи» Вайгель познакомилась с автором пьесы — Брехтом.
В ноябре того же года у них родился сын Стефан.
В 1929 году, после развода Брехта с первой женой, оперной певицей Марианной Цофф, они поженились, и в 1930 году у них родилась дочь Барбара.
В Берлине Вайгель сыграла свои первые роли в пьесах Брехта — «Барабаны в ночи» , «Высшая мера» , «В джунглях городов» , «Человек есть человек» .
С конца 20-х годов была актрисой Театра на Шифбауэрдам, где Брехт впервые пытался воплотить в жизнь принципы своего «эпического театра» ; здесь Вайгель, в частности, сыграла Пелагею Власову в пьесе Брехта «Мать» (по мотивам романа А. М. Горького).После прихода нацистов к власти в 1933 году Вайгель вместе Брехтом эмигрировала сначала в Данию, затем в Швецию, в Финляндию и наконец в США.Успешная карьера актрисы без хорошего знания иностранных языков за рубежом была невозможна, Брехт создал специально для жены роль немой Катрин в своей пьесе «Мамаша Кураж и её дети» . Однако эту антифашистскую пьесу немецкого драматурга европейские театры к постановке не принимали.
В течение 15 лет Вайгель играла преимущественно «жён» и «матерей» .
В 1938 году на датской сцене она сыграла главную роль в пьесе Брехта «Винтовки Тересы Каррар» вместе с актёрами-любителями из немецких эмигрантов.
В Соединённых Штатах Брехт написал сценарий для антифашистского фильма Фрица Ланга поставил «И палачи умирают» ; в нём была предусмотрена и роль для Вайгель. Однако в последнюю минуту Ланг заменил её другой актрисой.
Это положило конец всяким отношениям между Брехтом и Лангом, больше они никогда не виделись.
В США Вайгель сыграла в 1944 году немую роль в голливудском фильме «Седьмой крест» по знаменитому роману Анны Зегерс.После возвращения в Европу, в 1948 году, Вайгель сыграла в швейцарском Куре главную роль в брехтовской постановке «Антигоны» Софокла.
В октябре того же года Брехт и Вайгель приехали в Берлин, в его восточный сектор, где получили наконец возможность создать свой театр — «Берлинер ансамбль» , открывшийся в январе 1949 года спектаклем «Мамаша Кураж и её дети» , заглавную роль в котором играла Вайгель.
С момента основания и до своей смерти, в 1971 году, Вайгель официально, в качестве интенданта, возглавляла театр, уже в 50-х годах получивший мировое признание — начиная Всемирного театрального фестивале в Париже в 1954 году, где «Мамаша Кураж» была удостоена первой премии.
В 1950 году Хелена Вайгель стала одним из основателей Академии искусств ГДР. Став членом СЕПГ, она в 1954 году баллотировалась на выборах в Берлинский совет. Трижды актриса награждалась Национальной премией ГДР.
В 1960 году Вайгель получила звание профессора искусств, в 1964 году была награждена серебряным орденом «За заслуги перед Отечеством» .Похоронена в Берлине на Доротеенштадтском кладбище, рядом со своим мужем, скончавшимся в 1956 году.