Im Jahr 1901 heiratete sie den Germanisten Friedrich von der Leyen, der ab 1899 an der Ludwig-Maximilians-Universität München lehrte und ab 1920 an der Universität zu Köln den Lehrstuhl für ältere deutsche Philologie innehatte. Zeitweise lebte das Paar in den Vereinigten Staaten, wo Friedrich von der Leyen als Gastprofessor lehrte (Yale University 1913/1914, Stanford University 1919 und 1932, Harvard University 1931/1932). Auf Vorschlag des Rechtswissenschaftlers Heinrich Lehmann malte Helene von der Leyen die Kölner Rektoren Karl Thiess, Christian Eckert, Lehmann, Arnold Schröer, Otto Tilmann, Fritz Stier-Somlo, Friedrich Moritz und Artur Schneider. Helenes Ehemann Friedrich war wie dessen Onkel Wolfgang Kapp ein Gegner der Weimarer Republik, ferner wandte er sich gegen moderne Kunst und Literatur. Auch vertrat er die Auffassung, dass Juden als „zersetzende“ geistige Urheber für den Zusammenbruch 1918 mitverantwortlich seien.