New Zealand tok gullet foran Romania og Storbritannia. Det skilte 5,19 sekunder opp til bronseplassen for den norske duoen.
Den norske båten lå sist i innledningen av finalen på rostadion tre kvarter utenfor Paris i den lille kommunen Vaires-sur-Marne.
Medaljehåpet var til stede med 1300 meter igjen, men de hadde ikke nok å ro med for å holde følge.
Helseth og Kavlie, fra henholdsvis Aalesunds og Christiania Roklub, havnet sist i forsøksheatet og måtte ut i et oppsamlingsheat for å ta seg til semifinale. Der kapret de den siste plassen for å bli finaleklare.
Den norske duoen utgjorde den første norske doublebåten på kvinnesiden i OL siden 1996. I slutten av april tok de et historisk EM-gull i Ungarn.
Jenny Marie Rørvik kvalifiserte den norske båten til OL i fjor sammen med Helseth, men 28-åringen ble vraket i den norske troppen. Kort tid senere gjorde Rørvik det kjent at hun avsluttet idrettskarrieren.
Les også: Helseth og Kavlie til OL-finale etter thrilleravslutning
Les også: Fullt program OL i Paris, dag for dag, time for time