Po powrocie do Polski zamieszkała w Poznaniu, gdzie uzyskała tytuł profesora chemii rolnej na Uniwersytecie Poznańskim. W 1949 powróciła do Warszawy i została starszym asystentem w Katedrze Chemii Rolnej Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. W 1954 zmarł prof. Michał Korczewski, po którym rok później Helena Birecka objęła stanowisko kierownika Katedry Fizjologii Roślin na Wydziale RolniczymPodwójny jubileusz na SGGW, farmer.pl, 20 października 2012. W 1958 zorganizowała w Puławach pracownię izotopową, w 1963 pracownię radiobiologiczną oraz doprowadziła do rozwoju technicznego katedry, przykładała dużą wagę do prowadzenia wielu badań eksperymentalnych.
W 1968 podczas nagonki antysemickiej opuściła Polskę, przez krótki czas pracowała w Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej w Wiedniu, a następnie emigrowała do Stanów Zjednoczonych. W 1969 została pracownikiem naukowym Uniwersytetu Yale, a rok później została wykładowcą biochemii i fizjologii roślin w Union College, uczelni niepublicznej w Schenectady (w stanie Nowy Jork). W 1975 jako pierwsza kobieta w historii uczelni uzyskała stopień profesora.