Née à Bergerac en Dordogne le 22 mars 1917, Hélène Duc manifeste très tôt un goût prononcé pour les planches, la déclamation et les lettres. C'est donc tout naturellement qu'elle aborde le professorat à la fin des années trente, comptant parmi ses élèves Juliette Gréco, qu'elle retrouvera à Paris sous l'Occupation.
Entre-temps, elle a intégré la compagnie théâtrale, basée à
Marseille, du Rideau rouge, fondée et dirigée par André Roussin et
Louis Ducreux, et qu'elle quittera par la suite pour celle de
Jean-Pierre Grenier et
Olivier Hussenot.
Jacques Becker lui fait faire ses premiers pas à l'écran dans
Falbalas (deux répliques), avant de s'aviser, quelques années plus tard, de lui confier le rôle plus conséquent de la mélomane mondaine d'Édouard et Caroline.
Mariée à la ville au fils du général Catroux, elle enchaîne par la suite les rôles comiques, de la préfète des Grandes Manoeuvres à la secrétaire de Fernandel dans Le Caïd, en passant par celle de
Paul Meurisse dans Le Déjeuner sur l'herbe, la milliardaire à gigolos de La Chasse à l'homme, et réservant ses talents de tragédiennes à la scène où elle s'avérera une incomparable interprète racinienne.
Le grand écran, en revanche, persiste à la cantonner dans les rôles de grandes bourgeoises caricaturales et fofolles, de l'épouse de
Jacques Charon se crêpant le chignon avec
Dany Saval dans Comment réussir en amour à la mondaine prompte à s'encanailler avec la bande dirigée par
Johnny Hallyday dans À tout casser. C'est finalement sur le tard qu'elle décroche ses premiers contre-emplois : mère lesbienne - et appréciant les revues porno ! - de
Bernard Blier (dont elle avait, deux ans plus tôt, incarné l'épouse chez
Pierre Richard) dans Le Faux-cul, génitrice avare et aveugle d'un
Jean Carmet travesti et pathétique dans
Miss Mona de Mehdi Charef, elle allie abattage et sobriété dans le rôle d'une des deux grands-mères du petit héros de Promis... juré ! de
Jacques Monnet.
Le cinéma semble l'oublier à la fin des années quatre-vingt, en dépit d'une apparition fugitive dans Les Soeurs Soleil, jusqu'à ce que
Miguel Courtois ait l'idée de lui confier le second rôle féminin d'Un ange, où on la retrouve en voyante aveugle involontairement mêlée à une série de meurtres en cascades. Puis c'est Étienne Chatiliez qui en fait la mère narquoise d'
André Dussollier et la grand-mère du chinois, alias
Tanguy.
Mais son rôle le plus célèbre reste probablement celui de Mahaut d'Artois, dans la première adaptation télévisée des Rois maudits, réalisée par
Claude Barma, diffusée en 1972-1973.
Trente-trois ans après la première adaptation du roman de Maurice Druon, Hélène Duc a accepté la proposition de Josée Dayan d'apparaître dans la nouvelle version des Rois maudits, campant cette fois le rôle, de second plan, de Mme de Bouville.
En 2005, elle a été reconnue Juste parmi les nations pour avoir sauvé, avec sa mère Jeanne, institutrice, des dizaines de Juifs, à Bergerac et à Marseille. En 2009, elle reçoit la croix d'officier de la Légion d'honneur.