Em 1995, Helton matriculou-se na Duke University e tornou-se assistente de pós-graduação para a equipa de futebol da Duke Blue Devils sob a direcção de Fred Goldsmith. Helton mais tarde foi promovido como treinador de running backs em 1996.
Helton juntou-se ao seu pai no Houston para ser treinador de running backs em 1997 e permaneceu nessa posição até 1999, última temporada de Kim Helton como treinador principal.
Após deixar o Houston, Helton juntou-se à equipe de Rip Scherer em Memphis também como treinador de running backs. Helton permaneceu na equipe sob o novo treinador Tommy West, que substituiu Scherer em 2001, e se mudou para treinar os grandes receptores em 2003. Em 2007, Helton foi promovido a coordenador ofensivo e treinador de quarterbacks. Entre os jogadores que Helton treinou no Memphis está DeAngelo Williams, que foi escolhido na primeira rodada da NFL em 2005, e na Conference USA All-Freshman de 2006, que escolheu Duke Calhoun.
Helton foi contratado pela USC para ser técnico de quarterbacks em 2010 sob Lane Kiffin. Em 2013, ele foi promovido a coordenador ofensivo. Helton foi o treinador interino da equipe durante o jogo de boliche, depois que seu treinador interino anterior, Ed Orgeron, renunciou após a contratação de Steve Sarkisian. Em 11 de outubro de 2015, ele voltou a ser o treinador interino da Trojans depois que o técnico Steve Sarkisian tirou uma licença e foi demitido posteriormente. No dia 30 de novembro de 2015, a USC retirou a etiqueta de interino e nomeou Helton o treinador principal permanente. Depois que Helton foi nomeado o treinador permanente, a USC perdeu os dois últimos jogos da temporada 2015 para Stanford no jogo do campeonato Pac-12 e para o Wisconsin no Holiday Bowl. Na primeira temporada completa de Helton como treinador principal, a USC começou com derrotas por 1-3 para Alabama, Stanford e Utah, mas depois ganhou seus 8 jogos finais da temporada regular de 2016, assim como o Rose Bowl contra o Penn State para encerrar a temporada com um recorde de 10-3 e o terceiro lugar na pesquisa AP.