Elle épouse en juillet 1954 Gérard Walter, agrégé de physique et de chimie, qui collaborera avec elle à la rédaction de plusieurs ouvrages et dont elle a deux enfants, Isabelle (née en 1955) et Éric (dit Hector Obalk, né en 1960).
Sa rencontre avec le linguiste André Martinet est déterminante. Elle devient sa plus proche collaboratrice et anime dès 1966 un séminaire à l’École pratique des hautes études. Aujourd’hui, Henriette Walter est reconnue comme l’une des grandes spécialistes internationales de la phonologie, parle couramment six langues et en « connaît » plusieurs dizaines d’autres. Elle a également publié de nombreux ouvrages parmi lesquels Le Français dans tous les sens, L’Aventure des langues en Occident, Honni soit qui mal y pense, Arabesques – L’Aventure de la langue arabe en Occident, L’Étonnante Histoire des noms des mammifères, et La Mystérieuse histoire du nom des oiseaux.