Nach Chemiestudium und Promotion an der Uni Münster habilitierte Helge Willner an der Uni Bochum. Es folgten Professuren in Hannover, La Plata (Argentinien) und Duisburg. 2003 wechselte er an die Bergische Universität Wuppertal.

Helge Willner engagierte sich stark für den internationalen Austausch von Wissenschaftlern und Studierenden. Er arbeitete 20 Jahre lang eng mit Friedhelm Aubke (Kanada) und mit Kollegen an den Universitäten La Plata und Córdoba (Argentinien) zusammen, initiierte und organisierte einen Austausch von Doktoranden, Nachwuchswissenschaftlern und Professoren zwischen den beteiligten Instituten und unterstützte mit zahlreichen wissenschaftlichen Projekten die Verständigung zwischen den Kulturen. 2011 wurde Willner dafür vom argentinischen Wissenschaftsminister mit dem „Dr. Luis Federico Leloir“-Preis ausgezeichnet. Auf argentinischer Seite wurde die Kooperation u.a. finanziert vom National Council of Sciences (CONICET), auf deutscher Seite vom Deutschen Akademischen Austauschdienst DAAD, der Alexander von Humboldt- und der VW-Stiftung.

Auch Nachwuchsarbeit war Helge Willner wichtig. Zusammen mit Prof. Per Jensen Ph.D. beteiligte er sich zwischen 2005 und 2009 am Marie Curie Research Training Network, ein Netzwerk der Europäischen Union für junge Chemiker.

Willners Forschungsschwerpunkte an der Bergischen Universität Wuppertal waren Synthesechemie, Molekülspektroskopie und Matrixisolierung. Er meldete mehr als 40 Patente an und veröffentlichte rund 330 Publikationen. Zu seinen bekanntesten Werken gehören die Lehrbücher „Allgemeine und Anorganische Chemie“ und „Übungsbuch Allgemeine Chemie“, die er als Mitautor verfasste.