Hellriegel besuchte die Fürstenschule in Grimma und studierte Chemie in Tharandt. Mit 25 Jahren erhielt er den Auftrag, eine landwirtschaftliche Versuchsstation in der Niederlausitz aufzubauen. Ab 1873 war er an der Versuchsstation Bernburg Direktor und erforschte insbesondere die Lebensbedingungen der Zuckerrübe. Professor Hellriegel unterrichtete Botanik an der Landwirtschaftlichen Hochschule in Berlin und war Ehrenmitglied in verschiedenen Akademien und Institutionen.