I 1828 gjorde Fyrkommisjonen framlegg om å plassera eit nordre innseglingsfyr til Bergen på Holmengrå. Men fyrkommisjonen av 1851 meinte at Hellisøy ville høva betre. Fyrdirektøren var likevel skeptisk til sjølve byggjestaden: «... hvis man ikke skulle treffe på en ualmindelig god sommer, byr den på så mange vanskeligheter at jeg ikke har sett dens make i de år jeg har vært i Fyrvesenets tjeneste».
Hellisøy fyr var det andre støypejernstårnet som vart bygt i Noreg. Den nedste delen vart levert av Bærums verk, og den øvre del frå Horten Mek. Verksted. Teknikken med å byggja fyr i støypejern vart henta frå Storbritannia i byrjinga av 1850-åra. Totalt bygde fyrvesenet 34 tårn av denne typen i Noreg.
Hellisøy fyr er sett opp av 1-toms jernplater, og er fora med murstein. Dei to nedste etasjane er så å seia fylte med stein. Steinveggene er gradvis avtakande, til enkel mursteinsbreidd i toppetasjen. Opptil 95 mann arbeidde på fyranlegget.
Det vart òg bygd bustadhus for fyrforvaltaren med familie, og fyrkarlen. Forvaltaren tok meteorologiske målingar, og i tillegg hadde han nokre sauer og eit par kyr.
I 1903 vart det bygt ny bustad etter brann året før. Det var no tilsett fyrvaktar, fyrassistent og reserveassistent på fyret.
I 1954 vart fyret elektrifisert. På denne tida vart òg drifta av fyret lagd om, slik at familien til fyrvaktaren ikkje lenger skulle bu på fyret. Hundre år etter at fyret vart bygt, gav ikkje tida lenger rom for slike ordningar; livet på fyret vart for einsamt. I 1992 vart fyret automatisert. I dag kan fyrvaktarbustaden leigast for opplevingar og overnatting.
