Бригитта Ева Гизела Шиттенхельм (Brigitte Eva Gisela Schittenhelm) родилась 17 марта 1906 года в Берлине в семье прусского офицера, который умер, когда ей было четыре года. С 1916 по 1924 училась в приюте в Верфтпфуле, марк Бранденбург и выступала на сцене школьного театра. В 1920 снялась вместо сестры Хайди в одном культурфильме. В 1924 мать послала режиссёру Фрицу Лангу её фотографию. Ланг пригласил её на пробы, и абсолютно неизвестная актриса была утверждена на двойную женскую роль в «Метрополисе» — Марии и робота-Лжемарии. После этого киностудия «Ufa» предложила ей десятилетний контракт.
За время действия контракта Бригитта Хельм сыграла в трёх десятках фильмов — в основном в главных ролях. Поначалу это были почти исключительно роли «женщин-вамп», однако впоследствии актриса добилась расширения своего амплуа. Среди фильмов с её участием наиболее известны постановки Георга Пабста «Любовь Жанны Ней» (Die Liebe der Jeanne Ney, 1927, по роману Ильи Эренбурга) и «Ложный путь» (Abwege, 1928), фильм Хенрика Галеена «Альрауне» (Alraune, 1928) и его звуковой римейк 1930 года, фильм Марселя Л’Эрбье «Деньги» (L’Argent, 1928). С появлением звукового кино Бригитта Хельм продолжала успешно сниматься, причем в ряде случаях играла сразу в нескольких иноязычных версиях фильмов — например, в немецком и французском вариантах фильма «Глория» (Gloria, 1931); немецком, французском и английском вариантах фильма Пабста «Атлантида» (нем. Die Herrin von Atlantis, фр. L'Atlantide, англ. The Lost Atlantis, 1932) и других.
После прихода к власти в Германии нацистов Бригитте Хельм было предъявлено обвинение в «расовом загрязнении нации» на том основании, что она была замужем за евреем. Актриса в 1935 году эмигрировала в Швейцарию, где жила со своим мужем, промышленником Гуго Кунхаймом, которому родила четверых детей. Она никогда больше не снималась в кино и категорически отказывалась давать интервью, если вопросы затрагивали её кинематографическую карьеру.
В 1968 году она была удостоена национальной премии «Золотая кинолента» за выдающиеся заслуги перед немецким кинематографом.
Бригитта Хельм скончалась 11 июня 1996 года в Асконе.