Na haar studie aan het Conservatorium van Versailles, in de klas van Gaston Longatte en vervolgens Michel Descarsin, ging Hélène Devilleneuve in 1989 naar het Conservatoire national supérieur de musique et de danse de Paris ( CNSMP), waar ze een eerste prijs voor hobo (klas van David Walter en Maurice Bourgue) en een eerste prijs voor kamermuziek (klas van Christian Lardé) won, voordat ze zich verder perfectioneerde bij Maurice Bourgue en Jean-Louis Capezzali, nog steeds aan het CNSMP. In 1994 werd ze laureaat van de Internationale Oboe-wedstrijd van Tokio.
Hélène Devilleneuve trad in 1992 toe tot het Koninklijk Filharmonisch Orkest van Vlaanderen (deFilharmonie) in Antwerpen als solo-hoboïste, voordat ze in 1995 werd benoemd tot super-solohoboïste van het Filharmonisch Orkest van Radio France naast Jean-Louis Capezzali, een functie die ze nog steeds bekleedt. Ze speelde onder leiding van Marek Janowski, Myung-Whun Chung, Pierre Boulez, Gustavo Dudamel, Vladimir Fedosseïev, Mikko Franck, Valeri Guerguiev, Jukka-Pekka Saraste en Esa-Pekka Salonen.
Op het gebied van kamermuziek trad ze in 1991 toe tot het Ensemble Court-Circuit, waar ze met name werken van Gérard Grisey, Marc-André Dalbavie en Michael Jarrell uitvoerde. Ze treedt ook op met het Ensemble Ictus, het Ensemble intercontemporain of als partner van het Trio Wanderer, het Quatuor Chilingirian, het Quatuor Sine Nomine, de pianist François-Frédéric Guy en de cellist Jean-Guihen Queyras.
