Née en 1932 à Saint Etienne, fille d'un mineur italien antifascisme, Hélène Luc doit cesser rapidement ses études pour aider son père malade. Elle travaille comme ouvrière dans le secteur textile. Son engagement politique commence lorsqu'elle entre dans l'Union des jeunes filles de France (1953), les jeunesses communistes féminines.

En 1967, elle est élue conseiller général du Val-de-Marne. Réélue en 1973, elle devient vice-présidente de ce conseil en 1976, date à laquelle elle est élue conseiller régional d'Ile-de-France. Elle porte ses convictions sur la scène nationale en entrant au Sénat en 1977. Elle y siège depuis cette date. De 1979 à 2001, elle préside le groupe communiste de la Haute Assemblée.

Ses domaines d'action privilégiés sont l'éducation et le droit des femmes.

Membre de la Commission des affaires culturelles, Hélène Luc a exercé les fonctions de rapporteur pour avis du budget de l'enseignement technique de 1998 à 2000. A compter de 2001, elle est devenue membre de la Commission des affaires étrangères.

Elle a été également membre de la délégation du Sénat aux droits des femmes et à l'égalité des chances entre les hommes et les femmes, dont elle a assumé la vice-présidence depuis 2001. Avec son groupe, elle a défendu l'instauration de la parité.

Hélène Luc a démissionné de son mandat sénatorial en septembre 2007.