Startede i 1846 med et spejl anbragt i lygte som man hejste op i en pæl. Pælen blev i 1859 udskiftet med et jern tårn hvori en niveaulampe med sideralspejl kunne hejses op.

Det nuværende tårn er opført i år 1900. Ved den lejlighed blev fyret forandret til vinkelfyr og der blev monteret en linse som lysforstærker. I 1926 fik fyret en blaugasbrænder.

Helleholm fyr ligger på Agersø, som er en 6,8 km2 stor ø i Store Bælt ud for Skælskør. Lidt syd for Agersø ligger den mindre ø Omø, hvor der også findes et fyr.