Das Kunsthistorische Museum war jener Ort, an dem arisierte und geraubte Kunstwerke von Jüdinnen und Juden und anderer Personen, die als „staatsfeindlich“ galten, aufbewahrt wurden. Das Zentraldepot des beschlagnahmten Kunstgutes wurde unter administrativer und wissenschaftlicher Leitung des Kunsthistorischen Museums im ersten Stockwerk der Neuen Burg eingerichtet. Die Kunstwerke mussten untergebracht, inventarisiert und ausgestellt werden. Dieser neue Aufgabenbereich hatte Adaptierungsmaßnahmen im Museum notwendig gemacht, die in Folge umgesetzt werden sollten. 

Zur Umsetzung dieser Bauprojekte war im Museum eigens eine Bauabteilung eingerichtet worden, deren Leiterin Helene Buchwieser geworden war. Ihre Aufgaben umfassten die Ausarbeitung und Überwachung laufender Bauarbeiten und Architekturfragen der Instandsetzung, und die Innenausgestaltung der Weltlichen und Geistlichen Schatzkammer sowie der Neuen Burg. Dazu zählten diverse baumeisterliche Arbeiten, wie Einbauten, Verglasungen, Adaptierung der sanitären Anlagen, Erneuerung der Personenaufzüge, aber auch die Überwachung der Umgestaltung, zB des Palais Pallavichini, in dem die Musiksammlung untergebracht worden war. In ihren Verantwortungsbereich fiel auch die Organisation der Aufstellung der Hitlerbüsten von Edwin Grienauer und Wilhelm Fraß, des Weiteren die Planung der Dekoration in Vorbereitung auf den Besuch Adolf Hitlers im Museum im März 1939. Während ihrer Tätigkeit im Museum lernte sie ihren späteren Ehemann, den österreichischen Kunsthistoriker Lothar Kitschelt, illegaler Nationalsozialist der Anfangszeit und Mitglied der SS, kennen. Bereits 1939 heirateten sie, was Helene Buchwieser-Kitschelt allerdings dazu zwang, ihre Stelle im KHM aufzugeben, gemäß den Bestimmungen für verheiratete weibliche Personen im Bundesdienst. 

Ihre politische Ausrichtung ist schwer zu beurteilen. Sie war kein Parteimitglied und hat nie einen Antrag auf Mitgliedschaft in der NSDAP gestellt.

1940 kehrte sie als stellvertretende Betriebsleiterin in das väterliche Bauunternehmen zurück, wo sie bis 1948 blieb. In dieser Funktion war sie zu Kriegsende, in Vertretung des Dombaumeisters Karl Holey, gemeinsam mit ihrem Bruder Bruno Buchwieser, jun., für Sicherungs- und Wiederaufbaumaßnahmen des Wiener Stephansdoms verantwortlich. Die Restaurierungen von kriegszerstörten Gebäuden spielte auch in den nachfolgenden Jahren eine wichtige Rolle in ihrer Tätigkeit. Am 16.5.1940 hatte sie als erste Frau die Baumeisterprüfung abgelegt und 1945 die Befugnis eines Zivilingenieurs für Hochbau erlangt.
Seit 1944 Kriegswitwe, heiratete sie in zweiter Ehe 1947 Josef Koller, Sektionsrat im Bundesministerium für Volksernährung. 

Bevor sie sich 3 Jahre nach Kriegsende als freischaffende Architektin selbständig machte, besuchte sie mit einem Stipendium der UNRRA (Hilfs- und Wiederaufbauverwaltung der Vereinten Nationen) für 6 Monate die USA, um sich dort mit Wohnungs- und Siedlungsbau, neuen Bauweisen und neuen Baustoffen auseinanderzusetzen.
Seit ihrer Selbständigkeit 1948 konnte vielfältig Arbeitsaufträge lukrieren. Im Laufe eines halben Jahrhunderts plante und baute Koller-Buchwieser mit einem Schwerpunkt auf Wohn- und Sakralbau, ebenso auch Bildungsbauten, Verwaltungsbauten und Privathäuser. Es entstanden u.a. Wohnanlagen für die Gemeinde Wien, Wohnsiedlungen, Sozialwohnungen, Studentenwohnheime und Altenwohnungen, Waisenhäuser, Schulen, Bibliotheken und Fabriken. Helene Koller-Buchwieser beteiligte sich erfolgreich an nationalen wie internationalen Wettbewerben, wo sie erste Preise für ein Schulzentrum, ein Studentenheim, ein Kinderheim und eine Aufbahrungshalle gewann.  Ein besonderes Anliegen scheinen ihr sakrale Bauten gewesen zu sein, was aus ihrer frühen Arbeit an Kirchen und ihrem familiären Umfeld – ihr Vater war u.a. Ordensbaumeister der Karmeliterinnen – gelegen sein dürfte. So sind von ihr zahlreiche Kirchen und deren Nebengebäude sowie Erweiterungen von Klöstern gebaut worden.

In späteren 1970er Jahren engagierte sie sich bei Aufbauarbeiten in West-Afrika, für die sie sogar von Papst Paul VI mit dem Pro Ecclesia et Pontifice Ehrenzeichen ausgezeichnet wurde. Als weitere Ehrungen erhielt sie 1979 den Titel Professorin und 1988 die Ehrennadel von Hinterbrühl, jener Gemeinde, in der sie ihren Wohnsitz hatte.
Helene Koller-Buchwieser hinterlässt ein umfangreiches Werk. Sie war Architektin und Baumeisterin und besaß die erforderliche kunsthistorische Expertise für ihre Arbeit. Ihre große Affinität zu Kirchenbaukunst, sowie ihr soziales Engagement  haben wichtige Projekte entstehen lassen. Sie definierte ihr lebenslanges Ziel darin, kreative Lösung für zeitgenössische Bedürfnisse zu finden und der Architektur eine spirituelle Dimension zu verleihen.