W latach 1898–1902 pracował dla kompanii Vesteraalens Dampskibsselskab.

Współpraca z Amundsenem W 1903 roku podjął po raz pierwszy współpracę z Roaldem Amundsenem. Dzięki rekomendacji Fritza Zapffego (1869–1956), przyjaciela Amundsena, dołączył do załogi statku Gjøa, wypływającego na poszukiwanie Przejścia Północno-Zachodniego. Podczas wyprawy tej nauczył się od Inuitów manewrowania psimi zaprzęgami. Po powrocie do Norwegii pracował dla urzędu celnego w Tromsø. Z pracy tej później zrezygnował, by móc wziąć udział w kolejnej wyprawie Amundsena jako nawigator.

Początkowo wyprawa Amundsena z lat 1910–1912 miała być skierowana na biegun północny, a Helmer Hanssen – podobnie jak większość załogi – o zmianie planów dowiedział się dopiero na kilka dni przed wypłynięciem z Madery. Zapytany wówczas przez Amundsena, czy nadal chce uczestniczyć w ekspedycji, odparł twierdząco. Po dotarciu na Antarktydę uczestniczył w trzech ekspedycjach przygotowawczych do wyprawy na biegun południowy. W październiku 1911 roku wyruszył na biegun wraz z czterema towarzyszami: Amundsenem, Olavem Bjaalandem (1873–1961), Oscarem Wistingem (1871–1936) oraz Sverre Hasselem (1876–1928). Grupa ta dotarła na biegun 14 grudnia 1911 roku, a 25 stycznia 1911 roku powróciła do bazy.