Gui nacque a Roma nel 1885.
Si laureò nel 1906 in Lettere alla Università degli Studi di Roma "La Sapienza" e pubblicò l'opera prima David - Dramma musicale, F. Centenari & C. Tipografi Roma 1906.
Al Teatro San Carlo di Napoli nel 1911 dirige la prima di Marcella, di La favola di Helga di Francesco Santoliquido e di La navarrese (La Navarraise) di Jules Massenet e nel 1912 la prima di L'Arlesiana.
Dirige nei più importanti teatri d'Europa e diviene direttore stabile del Teatro San Carlo nel 1912.
Nel 1915 a Napoli dirige la prima assoluta di Il miracolo di Guido Laccetti.
Negli ultimi mesi del 1925 costituì l'Orchestra del Teatro di Torino e fino al 1927 fu a Torino, dove divenne direttore stabile del citato teatro, mentre sempre nel 1925 contribuì a riportare stabilmente in repertorio con la prima di L'italiana in Algeri con Conchita Supervía come protagonista; nello stesso anno dirige anche la prima di Arianna a Nasso alla presenza del compositore, nel 1926 dirige la prima di L'Heure espagnole e nel 1927 diresse la prima assoluta della sua fiaba musicale in tre atti Fata Malerba (libretto di Fausto Salvatori) al Teatro Regio di Torino con la Supervia e Francesco Dominici.
Nel 1927 torna a dirigere per La Fenice in un concerto, con L'italiana in Algeri, La sonnambula e Fata Malerba.
Alla Scala nel 1960 dirige Il Paradiso e la Peri di Schumann.
Il 10 aprile 1973 avrebbe dovuto dirigere I vespri siciliani di Giuseppe Verdi, nella regia di Maria Callas e Giuseppe Di Stefano, per inaugurare il nuovo Teatro Regio di Torino, ricostruito dopo l'incendio del 1936: un malore durante le prove lo costrinse però a ritirarsi. Tornò sul podio il 4 e 5 ottobre 1975 a Firenze, per dirigere la Sinfonia in sol minore di Mozart e la Quarta di Brahms con l'Orchestra del Maggio Musicale Fiorentino: pochi giorni dopo si spegneva improvvisamente nella sua villa di Fiesole.
Si dedicò anche al cinema. Come compositore nel periodo muto: nel 1919 realizzò le musiche per un film d'avanguardia diretto da Severo Pozzati (Fantasia bianca)[5] e diresse personalmente l'orchestra e il coro in occasione della prima rappresentazione al Teatro Costanzi di Roma.[6] Come compositore e sceneggiatore di due pellicole nel periodo sonoro: Pergolesi (1932) e Rossini (1942).
Fu sposato con Maria Bourbon del Monte da cui ebbe tre figli. Dopo la morte della moglie sposò Elda Salaroli Enriques (1904-1994). Morì a 90 anni.
Verdi: Macbeth - Giuseppe Taddei (Macbeth)/Leyla Gencer (Lady Macbeth)/Mirto Picchi (Macduff)/Ferruccio Mazzoli (Banco)/Franco Ricciardi (Malcolm)/Stefania Malagi (Dama di Lady Macbeth)/Orchestra e Coro Del Teatro Massimo Di Palermo/Vittorio Gui, Living Stage