Фамилия Хельгрен — редкий для России пример шведской или финской фамилии, которая попала в русский обиход вместе с переселенцами, военнопленными или выходцами из прибалтийских губерний. Её основа — древнескандинавское имя Helge, означающее «священный» или «посвящённый богам». Второй компонент, -gren, переводится со шведского как «ветвь» или «ветка». Таким образом, Хельгрен — это «ветвь Хельге», то есть «потомок человека по имени Хельге». Модель образования здесь типичная для шведских фамилий второй волны (XVIII–XIX веков), когда вместо патронимов на -son стали массово создавать фамилии от имён с добавлением слов, обозначающих природу: gren, berg, ström, blom.

С точки зрения русского восприятия, фамилия не адаптировалась суффиксами — она сохранила исходную скандинавскую форму. В отличие, скажем, от фамилии Хельгренов, которая могла бы появиться при обрусении, вариант без окончания -ов встречается у потомков шведов, осевших в Финляндии или на побережье Балтики. В России носители фамилии Хельгрен — чаще всего потомки шведских купцов, офицеров или мастеровых, приглашённых в империю в XVIII–XIX веках, либо финнов из числа ингерманландских переселенцев.

Географически фамилия тяготеет к северо-западу: Санкт-Петербург, Выборг, Карелия. В шведских и финских записях встречаются варианты написания Helgren, Hellgren, где удвоение L указывает на произношение с твёрдым «х» или на диалектную особенность. В русской транскрипции закрепилась форма через «е», хотя в дореволюционных метриках можно найти и «Хельгренъ» с твёрдым знаком.

Спорных версий происхождения у этой фамилии немного. Иногда её ошибочно связывают с немецким Hell («ад») или шведским hel («целый»), но лингвистически убедительнее всего возводить её к личному имени Helge: именно оно даёт прозрачную мотивацию, а не случайное звуковое совпадение. Носитель фамилии Хельгрен может считать, что его предок носил имя, которое в языческой Скандинавии давали в честь божественной силы, а со временем оно стало просто родовым знаком, закрепившимся за целой «ветвью» семьи.