Helen Geneva Lewis nació en New Haven, Connecticut (E.E. U.U.), a finales del siglo XIX. Estudió en Mount Holyoke College, donde se graduó en Artes aunque ya mostró interés por la química, por lo que decidió acudir a la Universidad de Yale como estudiante honoraria, donde recibió su doctorado solo dos años después de su licenciatura.

Pasó un año enseñando química en Claremont College y luego fue a París durante un año a finales de 1920. A su regreso, se mudó a California y comenzó a enseñar química en Long Beach Junior College. De ahí pasó a ocupar un puesto de investigación en bioquímica en la Universidad de Stanford, donde permaneció durante cuatro años.

Con posterioridad, y debido a su talento, recibió varias ofertas de trabajo. Le ofrecieron la oportunidad de ocupar el cargo de directora académica en una escuela de secundaria para niñas (Miss Harker's School, en Palo Alto), cargo que ocupó hasta 1935. Con posterioridad ocupó el cargo de profesora de matemáticas en la escuela de enseñanza secundaria Beverly Hills High School. Sin embargo, regresó a la investigación bioquímica en el Colegio de Médicos y Cirujanos de los Angeles, California, en 1937.

Lewis investigó sobre la presión de vapor de las soluciones salinas acuosas, sobre el metabolismo de las proteínas y sobre la acción dinámica específica de los aminoácidos.