À partir de 1848, il commence une activité de photographe. En 1850, ses vues de la cathédrale d'Amiens, préparatoires à la restauration menée par l'architecte Viollet-le-Duc, sont remarquées.
En 1851, membre de la Société héliographique, il est retenu par la Commission des monuments historiques pour participer à la Mission héliographique, commande ayant pour but de faire un état des lieux du patrimoine architectural de la France[1]. Œuvrant sur les édifices religieux en Champagne, en Alsace et en Lorraine, Le Secq utilise à la prise de vue le procédé du calotype, qu'il traduit en épreuves sur papier salé.
À partir de 1852-1853, il photographie le vieux Paris promis à la démolition ainsi que la forêt de Montmirail.
Bien que reconnu comme un puriste de la photographie d'architecture, Henri Le Secq s'en détourne peu à peu au profit de natures mortes et d'images plus symbolistes. Il reste, avec ses quatre compagnons de la Mission héliographique, un primitif essentiel de l'histoire de la photographie.
Il est aussi l'auteur de deux ouvrages, le premier publié en 1863, Les artistes, les expositions, le jury, le second en 1864, Aux artistes et aux amateurs des beaux-arts.
Anne de Mondenard, La Mission héliographique. Cinq photographes parcourent la France en 1851 : Baldus, Bayard, Le Gray, Le Secq, Mestral, Paris, Monum, du Patrimoine, 2002, 320 p. (ISBN2858226903).
Jean-Jacques Henry, Photographie, les débuts en Normandie, Le Havre, Maison de la culture du Havre, , 104 p. (ISBN2-904836-23-3), « Henri Le Secq à Dieppe… », p. 32-38.