Helga Karlsen var datter av jernbanebetjent Karl Arnesen (1860–1923) og Hilda Alette Torgersdatter (født 1855). Mora døde trolig tidlig, og Helga blei satt i fosterhjem. (I enkelte tidlige opplysninger har hun etternavnet Pettersen.) Hun starta i arbeid fjorten år gammel, først som hushjelp, seinere som servitør og industriarbeider. Karlsen blei med i Kristiania Arbeidersamfunds dramatiske klubb i 1899. Dette var hennes introduksjon til arbeiderbevegelsen, som hun etter hvert brukte det meste av sitt liv på. I 1910 var hun med på å stifte Arbeiderpartiets Kvinnesangforening, og i 1915 var hun en sentral figur da det første sosialistiske barnelaget i Kristiania blei starta. Hun var også aktiv i Arbeiderpartiets kvinnearbeid.