Helge Dahl var først og fremst kjent som skolehistoriker og en pioner i dette faget i Norge. Han var professor i ved Universitetet i Oslo fra 1969 til 1991 og skrev flere store verk om skolehistorie og lærerutdanning.
Dahl vokste opp i et industrimiljø med voksende politisk interesse og med et bymessig skolemiljø. Han ble student våren 1940 etter aktive og flittige år som elev ved Tinn kommunale høgre allmennskole, hvor han var formann for gymnassamfunnet Arena og nok markerte en radikal linje; han inviterte bl.a. den omstridte forfatteren Lars Berg som foredragsholder og sendte etter besøket en henstilling til departementet om å få mer moderne litteratur på pensum. Interessen for arbeiderklassens stilling og kår har Dahl beholdt, og den er ofte en ledetråd i hans faghistoriske forfatterskap.
Dahl ble varig knyttet til “byen mellom fjellene” og kom til å skrive mye om Rjukan-samfunnet; foruten et større faghistorisk verk i to bind om Rjukans historie har det også blitt anekdotisk preget stoff i form av innpå tre hundre artikler i Rjukan Arbeiderblad. I honorar av kommunen forlangte han én krone per bind av Rjukan-historien. Han fikk imidlertid Tinn kommunes kulturpris 1984. Naturlig var det også at Dahl skrev Tinns skolehistorie.
Helge Dahl ble cand.philol. 1946 og året etter lektor ved Tromsø offentlige lærerskole, hvor han ble til 1958. I denne tiden tok han magistergraden i pedagogikk 1953, foruten at han arbeidet med et emne som ble hans doktoravhandling 1957, nemlig Språkpolitikk og skolestell i Finnmark 1814–1905. Avhandlingen er en regionshistorie med betydelig rikshistorisk interesse og skolehistorie satt inn i en bred samfunnspolitisk sammenheng og med et klart kulturhistorisk snitt. Kulturekspansjonen nordover er hovedemnet, og Dahl kaster lys over minoritetenes problemer i denne forbindelse. 1958 vendte han hjem til Rjukans høgre skole, hvor han ble i fem år til han fikk stilling ved Pedagogisk forskningsinstitutt ved Universitetet i Oslo.
Det var innenfor disiplinene pedagogisk historie og pedagogisk filosofi han fra nå av skulle gjøre sin innsats. Dahl utvidet sine formelle kvalifikasjoner og tok sin andre magistergrad 1965, i idéhistorie. Karrieremessig avanserte han til dosent 1967 og professor 1969.
Dahls produksjon omfatter større verker og avhandlinger, monografier og essays knyttet til pedagogisk utvikling, skolepolitisk debatt og lokalhistoriske forhold. Hans første store verk etter doktoravhandlingen kom 1959, Norsk lærerutdanning fra 1814 til i dag. Arbeidet kom midt i en omlegging av både grunnskole og lærerutdanning og fungerte som en katalysator i debatten. Interessen for lærerutdanning utløste en rekke tilsvarende arbeider, således Lærerutdanningen ved Universitetet i Oslo fra 1814 til i dag, og flere monografier om enkelte skoler, foruten bidrag til en rekke antologier om lærerutdanning, bl.a. om sløyd- og tegnelærerutdanningen på Notodden. Til dette feltet hører også monografien Norsk Lærerskolelag gjennom 75 år (1978). Arbeidene knyttet til lærerutdanning har vist seg å være av stadig større historisk verdi etter som lærerutdanningen forandrer seg og de tradisjonelle lærerskolenes tid er forbi.
Idégrunnlaget for den høyere skolen i Norge opptok også Dahl, først og fremst brytningene på 1800-tallet, med studien Klassisisme og realisme, Den høgre skolen i Norge 1809–1869, foruten personalhistoriske studier i kombinasjon med pedagogiske ideer, som Knud Knudsen og latinskolen og Niels Treschow – en pedagogisk tenker. Interessen for pedagogiske ideer førte til at Dahl også ble opptatt av den norske folkehøgskolens utvikling og påtok seg å fullføre et arbeid som Aslak Torjusson hadde begynt på, men ikke rakk å gjøre ferdig, Den norske folkehøgskulen. Opphav og grunnlag. Dahls andel førte til at boken er blitt et standardverk om folkehøgskolen.
Dahl var medlem av Det Norske Videnskaps-Akademi fra 1975 og aktiv innenfor Selskapet for norsk skolehistorie. Ved avskjeden fra Universitetet i Oslo 1991 utkom biografien og antologien Levende fortid.