Nata in una famiglia di modeste condizioni, in Asia Minore, verso il 248, Elena lavorava in una locanda. Un tribuno, originario dell'Illiria, di nome Costanzo, fu attratto dalle qualità della ragazza e la sposò. Elena accompagnò suo marito in tutte le fasi della sua carriera militare, in Germania, in Inghilterra … Il giovane Costantino nacque dalla loro unione.

Nel 293, Costanzo divenne Cesare in Gallia, Britannia e Spagna. Fu quindi costretto, dalla legge romana e dall'uso in vigore all'epoca, a ripudiare Elena e a sposare la principessa Teodora. Costantino fu allevato dalla madre alla corte di Nicomedia, in parte ospite, in parte ostaggio, ma in seguito raggiunse il padre in Britannia e lo aiutò nelle sue campagne militari. Alla morte del padre, nel 306, le sue truppe lo portarono al potere. Nel 312 il suo rivale, Massenzio, fu proclamato imperatore di Roma. Costantino si mise in marcia verso la città eterna, e fu vittorioso a Ponte Milvio, attribuendo la vittoria a una visione che aveva avuto tempo prima: una croce nel cielo con le parole: “Con questo segno vincerai”. Costantino favorì la diffusione della fede cristiana con la promulgazione dell'Editto di Milano che pose fine alla persecuzione dei cristiani.

Nel 317, Costantino nominò Elena “Augusta”, madre Imperatrice. Elena decise di andare in pellegrinaggio nei luoghi santi. Arrivata a Gerusalemme, distrusse il Tempio di Venere che Adriano aveva costruito sul Calvario. Durante gli scavi, furono scoperte molte croci, una delle quali fu identificata miracolosamente come la Croce del Salvatore. La madre dell'imperatore posò le prime pietre delle basiliche volute da Costantino: la Chiesa del Calvario e del Santo Sepolcro, la Chiesa dell'Ascensione sul Monte degli Ulivi, la Chiesa della Grotta di Betlemme.

Elena morì a Costantinopoli, accanto al figlio. Il suo corpo fu portato a Roma. Costantino decise di trasformare la sua residenza in una chiesa, la Basilica di Santa Croce in Gerusalemme. Intorno all'840, un monaco di nome Theutgise rubò una parte delle spoglie della santa e le portò all'Abbazia Benedettina di Hautvillers, dove furono poste in un reliquiario dietro l'altare. Concesse le preghiere dell'Arcivescovo di Reims, il Papa approvò il loro trasferimento. Ricca di numerose reliquie, l'Abbazia ha onorato Sant'Elena nel corso dei secoli. 

Nell'anniversario della sua morte, il 18 agosto, e nella festa della Santa Croce, viene celebrato un solenne ufficio della santa, seguito da una processione in cui, con grande fervore, molti pellegrini implorano l'intercessione di Sant'Elena per ricevere guarigione. Durante la Rivoluzione Francese, Dom Jean-Baptiste Grossard salvò le reliquie di Sant'Elena, che nel 1820 furono poste presso la Chiesa di Saint-Leu-Saint-Gilles a Parigi, la Chiesa Capitolare dell'Ordine del Santo Sepolcro in Francia. Sono oggi oggetto di culto ecumenico per i fedeli cattolici e ortodossi che vengono in pellegrinaggio per invocare colei che tanto amò la Terra Santa.