Kołoski, uzależniona od heroiny prostytutka w serialu wojennym ABC China Beach (1988–1991), za którą zdobyła nagrodę Emmy i była nominowana do Złotego Globu dla najlepszej aktorki drugoplanowej w serialu, miniserialu lub filmie telewizyjnym. W melodramacie przygodowym Stevena Spielberga Na zawsze (Always, 1989) z Holly Hunter wystąpiła jako Rachel. W miniserilu ABC The Tommyknockers (1993) na podstawie powieści Stephena Kinga Stukostrachy u boku Jimmy’ego Smitsa zagrała postać pisarki westernów Roberty „Bobbi” Anderson.
Od 6 października 2000 do 25 stycznia 2012 grała rolę Catherine Willows w serialu CBS CSI: Kryminalne zagadki Las Vegas, która przyniosła jej nominację do Nagrody Satelity 2002 oraz Złotego Globu dla najlepszej aktorki w serialu dramatycznym 2002 i 2003.
Życie prywatne
W 1984 w Nowym Jorku na planie opery mydlanej ABC Ryan’s Hope poznała aktora Alana Rosenberga. Oboje zostali przyjaciółmi i zaczęli spotykać się w 1986. Pobrali się 9 września 1989. I mieli syna Hugh Howarda (ur. 21 października 1990). 1 grudnia 2008 Rosenberg i Helgenberger ogłosili separację. W dniu 25 marca 2009 Helgenberger złożyła wniosek o rozwód. 1 lutego 2010 doszło do rozwodu.