Hélène xuất thân từ một gia đình nhà khoa học nổi tiếng.

• Ông bà ngoại của bà là Maria và Pierre Curie, nổi tiếng nhờ nghiên cứu về phóng xạ, họ đã giành được giải Nobel về vật lý với Henri Becquerel vào năm 1903. Marie Curie là người duy nhất giành được giải Nobel ở hai môn khoa học khác nhau, lần thứ hai cô được trao giải Nobel trong hóa học (1911) cho những khám phá của cô về radium và polonium.
• Cha mẹ cô, Frédéric Joliot-Curie (tên khai sinh là Jean Frédéric Joliot) (người được Marie cố vấn) và Irène Joliot-Curie (tên khai sinh là Irène Curie), đã giành giải Nobel về hóa học vào năm 1935.
• Em trai của cô, Pierre Joliot sinh năm 1932, là một nhà sinh lý học nổi tiếng, người đã có những đóng góp cho nghiên cứu về quang hợp.

Đáp lại di sản của gia đình cô, Langevin-Joliot thường xuyên trao các cuộc phỏng vấn và nói chuyện về lịch sử của họ. Kiến thức về lịch sử của gia đình cô đã dẫn đến việc cô viết phần giới thiệu về Bức xạ và Cuộc sống hiện đại: Thực hiện giấc mơ của Marie Curie, bao gồm cả một lịch sử ngắn về Curies.

Chồng của cô, Michel Langevin, là cháu trai của nhà vật lý nổi tiếng Paul Langevin (người đã ngoại tình với Marie Curie, bà của Hélène, vào năm 1910) và cũng là một nhà vật lý hạt nhân tại Viện; Con trai bà, Yves (sinh năm 1951), là một nhà vật lý thiên văn.