Fille d'un chef d'escale d'Air France, Hélène Fillières grandit entre l'Europe, le Brésil et les États-Unis. Sa sœur aînée, Sophie, réalisatrice et scénariste, la fait jouer, adolescente, dans ses premiers courts-métrages. Après le court-métrage Les Sirènes de Pascal Bonitzer (avec qui elle tourne Encore), la cadette apparaît en 1991 dans le film de fin d'études de sa sœur, Des filles et des chien...