Pionnière de l’aviation et championne cycliste, elle est l’une des premières femmes au monde à avoir fait de la vitesse un métier. Née à Tournai dans une famille modeste, elle quitte l’école à quatorze ans et se lance dans le cyclisme sur piste, où son talent éclate très vite : elle bat le record du monde de l’heure en 1893, puis remporte deux fois le championnat du monde de vitesse, en 1897 et 1898, ce qui lui vaut de la presse le surnom de « Flèche humaine ». Le roi Léopold II la décore de la croix de Saint-André pour ses exploits. Elle enchaîne ensuite les spectacles de cascade à bicyclette puis à moto, avec un numéro de saut de la mort qui fait le tour des music-halls d’Europe. En 1908, elle se tourne vers l’aviation naissante, s’initie sur un monoplan Santos-Dumont, puis sur un biplan Farman, et devient en 1910 la première Belge titulaire d’un brevet de pilote, la quatrième femme au monde. La même année, elle est la première aviatrice à voler avec un passager et à rester plus d’une heure en l’air. En 1911, elle remporte la Coupe Femina pour le plus long vol féminin de l’année, puis bat tous les hommes engagés à la Coupe du Roi à Florence. Ses tournées en Europe et aux États-Unis, où elle se produit en 1911 devant des foules immenses, font d’elle une célébrité, d’autant qu’elle fait scandale en avouant voler sans corset. Pendant la Première Guerre mondiale, elle conduit des ambulances puis dirige l’hôpital militaire de Val-de-Grâce à Messimy ; elle sera faite chevalier de la Légion d’honneur en 1913, première femme aviatrice à recevoir cette distinction. Devenue française par son mariage, elle travaille après-guerre comme journaliste et, à la fin de sa vie, crée la Coupe Hélène Dutrieu-Mortier, récompensant chaque année l’aviatrice française ou belge ayant accompli le plus long vol sans escale.