Nato a Londra nel 1925 da genitori francesi, dopo aver combattuto nella Royal Air Force durante la Seconda Guerra Mondiale, Guillermin intraprese la carriera di regista, dapprima come documentarista. Nei suoi anni migliori produceva uno o due film all'anno, lavorando con talenti del calibro di Orson Welles e George Peppard (Il castello di carte), Charlton Heston (Il pirata dell'aria), Richard Attenborough (Cannoni a Batasi), Peter Ustinov e Bette Davis (Assassinio sul Nilo), Peter Sellers (Il generale non si arrende, I gangster di Piccadilly), Peter O'Toole (Furto alla banca d'Inghilterra).
L'inferno di cristallo è probabilmente il più noto e amato disaster movie anni '70, con Steve McQueen e Paul Newman nel ruolo di due eroici pompieri, attorniati da un cast pazzesco che includeva Fred Astaire, Richard Chamberlain, Robert Vaughn e persino O.J. Simpson. Anche King Kong non scherzava: prodotto da Dino De Laurentiis, il remake del classico anni '30 era comunque benedetto dalle performance di Jeff Bridges e Jessica Lange, lanciata proprio da quel film. Guillermin ne diresse anche un discutibile sequel nel 1986.
Nel corso della sua carriera, il regista ha anche diretto due film di Tarzan, Il terrore corre sul fiume e Tarzan in India, oltre a una versione al femminile del personaggio di Burroughs, Sheena, regina della giungla, e al sequel di Shaft, Shaft e i mercanti di schiavi, anch'esso ambientato in Africa.
