Marie-Elisabeth Hecker-Helmchen war Schülerin am Landesgymnasium Dresden bei Prof. Peter Bruns und studierte u.a.bei Heinrich Schiff. Den internationalen Durchbruch bescherte ihr der Erfolg beim Rostropowitsch-Wettbewerb 2005 in Paris: Dort gewann sie – erstmals in der Geschichte des Wettbewerbs – sowohl den ersten Preis als auch zwei Sonderpreise.

Zu den Höhepunkten ihrer Karriere gehören Konzerte mit dem BBC Symphony, dem Deutschen Symphonie-Orchester Berlin, der Filarmonica della Scala, dem Gewandhausorchester Leipzig, dem Mariinsky Orchestra, dem Orchestre de la Suisse Romande und dem Orchestre National de France – unter der Leitung von Daniel Barenboim, Valery Gergiev, Daniel Harding, Philippe Herreweghe, Marek Janowski, Kent Nagano und Christian Thielemann.

Solorezitale, insbesondere mit ihrem Ehemann, dem Pianisten Martin Helmchen, führten die Musikerin ins Concertgebouw Amsterdam, die Berliner Philharmonie, die Laeiszhalle Hamburg, zur Schubertiade in Hohenems, die Londoner Wigmore Hall, ans Lucerne Festival, in die Carnegie Hall, das Wiener Konzerthaus oder die Tonhalle Zürich.  Sie spielt regelmäßig Kammermusikkonzerte mit Carolin Widmann, Antje Weithaas, Christian Tetzlaff und Michail Lifits.

2017 folgte Marie-Elisabeth Hecker-Helmchen als Professorin für Violoncello dem Ruf an die Hochschule für Musik Dresden.