Nel 1990 debutta arrivando dodicesima ai Campionati europei di atletica leggera con 53,98 metri. L'edizione seguente arrivò nona, migliorando notevolmente il risultato, con 60,96 metri. Alle Olimpiadi del 1992 a Barcellona si qualificò per la finale lanciando il giavellotto a 63,98 metri. Nella finale, però, arrivò solamente sesta.
Alle Olimpiadi del 1996 ad Atlanta riesce a riscattarsi, stabilendo il suo nuovo record personale con 67,94 metri e vincendo la medaglia d'oro, battendo l'australiana Louise McPaul e la norvegese Trine Hattestad.
Heli Rantanen è stata la prima atleta finlandese a vincere una medaglia d'oro olimpica.