Helen Lundeberg nació en Chicago el 24 de junio de 1908, la hija mayor de padres suecos de segunda generación. En 1912 su familia se trasladó a Pasadena, California. De niña, era una alumna excepcional y una ávida lectora. Su aptitud intelectual le valió su inclusión en un estudio de la Universidad de Stanford para "niños brillantes" en el área de Los Ángeles. Durante su edad adulta temprana, la inclinación de Lundeberg era convertirse en escritora.

En 1930, Lundeberg se graduó en Pasadena Junior College. Se matriculó en clases de arte en la escuela Stickney Memorial de Arte en Pasadena, donde conoció al profesor y pintor de Lorser Feitelson . El enfoque dinámico de Feitelson a la composición y los intereses de amplia gama en la escena internacional del arte inspiraron Lundeberg.

En la década de 1930, Lundeberg estaba trabajando tanto en el realismo social como en los estilos post-surrealistas. Ella expuso por primera vez en la Galería de Bellas Artes en San Diego en 1931 y mostró su pintura Apple Harvesters. En 1933 tuvo su primer exposición individual en la Galería Stanley Rose en Los Ángeles. Ella y Feitelson se casaron ese mismo año.

Juntos en 1934, Feitelson y Lundeberg fundaron el Clasicismo Subjetivo (o Nuevo Clasicismo), que más tarde se conoció como Post Surrealismo. Usando su pintura Analogías de Plantas y Animales como estudio de caso y un ideal, Lundeberg escribió el manifiesto del Nuevo Clasicismo. El Post-surrealismo representó la primera respuesta concentrada en los EE.UU. al surrealismo europeo. A diferencia de sus homólogos europeos, los artistas post-surrealistas estadounidenses no se basaron en imágenes de sueños al azar. En su lugar, los temas cuidadosamente planificados se utilizaron para guiar al espectador a través de la pintura, revelando gradualmente un significado más profundo. Este método de trabajo apeló a las sensibilidades altamente intelectuales de Lundeberg y su compromiso con el surrealismo está presente, en diversos grados, en su trabajo durante el resto de su carrera.

De 1936 a 1942, Lundeberg fue empleada para el Proyecto de Arte Federal de la Administración de Progreso de Obras, para el cual produjo litografías, pinturas de caballete y murales en Los Ángeles. Trabajando en pintura al óleo y con un equipo de cuatro asistentes, Lundeberg completó una serie de tres murales, Preámbulo de la Constitución, Asamblea Libre y Balota Libre para el Salón Patriótico Bob Hope. Estos murales fueron retirados del edificio en la década de 1970 y ahora se consideran perdidos.

En 1941, la WPA encargó a Lundeberg que pintara un mural en el Ayuntamiento de Fullerton . El mural de Lundeberg, Historia de California, cubría tres paredes de las cámaras del ayuntamiento con escenas que iban desde la llegada de los exploradores españoles hasta el ascenso de Hollywood. Cuando el edificio fue convertido en cuartel general de policía, el mural fue pintado y permaneció cubierto hasta que fue restaurado en 1993.

También bajo los auspicios de la WPA, Lundeberg completó el mural History of Transportation cerca de la frontera sur de Edward Vincent, Jr. Park en Inglewood, California. Este mural de 8 pies de alto, 241 pies de largo y representa La historia del valle de Centinela. Incluye imágenes de personas de todos los sectores de la vida que emplean diversos medios de transporte desde carruajes y trenes a vapor a automóviles y aviones. Después de décadas de daño, el mural fue restaurado en 2007 y se trasladó a su ubicación actual a través de Inglewood High School .

Los dibujos preliminares de este mural forman parte de la colección permanente del Museo de Arte de Nevada.

El trabajo de Lundeberg con el WPA en California meridional es notable tanto porque sus trabajos fueron bien recibidos como porque ella era una de solamente tres mujeres artistas en California meridional que hizo las ilustraciones públicas para el WPA.

Durante los años 50, Lundeberg se movió hacia la abstracción geométrica y la pintura del hard edge y lejos de la sensibilidad representacional que había informado su trabajo temprano. Aunque siempre basado en la realidad, Lundeberg creó misteriosas imágenes que existen en algún lugar entre la abstracción y la figuración. Descrito repetidamente como formal y lírico, las pinturas de Lundeberg se basan en composiciones precisas que utilizan varias paletas restringidas. Las pinturas de este período emplean la idea de "mood entity", un concepto en el post-surrealismo que se preocupó por evocar estados de la mente, de los humores y del contenido emocional único en cada trabajo. Lundeberg y Feitelson eran parte de un grupo perdido de Post-surrealistas que también incluyó a artistas como Gracia Clements, Philip Guston, Reuben Kadish, Harold Lehman, Lucien Labaudt, Knud Merrild y Etienne Ret. Durante este período, Lundeberg fue una de las más prolíficas pintoras que trabajan en el sur de California.