I 1949 var Guillemin ferdig utdannet som lege ved det medisinske fakultetet til Université de Lyon, og reiste til Montréal, Quebec i Canada. Der jobbet han sammen med Hans Selye ved Institute of Experimental Medicine and Surgery ved Université de Montréal og i 1953 fikk han sin Ph.D. der. Han flyttet til USA i 1953 for å jobbe ved Baylor College of Medicine i Houston, Texas. I 1965 ble han naturalisert amerikansk statsborger, og i 1970 var han med på opprettelsen av Salk Institute i La Jolla i California. Han jobbet ved Salk Institute frem til han gikk av med pensjon i 1989.
Guillemin og Andrew V. Schally oppdaget TRH og GnRH i hvert sitt laboratorium. For dette fikk han nobelprisen i 1977.
Sammen med andre nobelprisvinnere undertegnet Guillemin en petisjon som ba om tillatelse for at en delegasjon fra FN sin Committee on the Rights of the Children skulle besøke et tibetansk barn som ble holdt i husarrest i Kina fra 1995. Barnet var Gendhun Choekyi Nyima som den 14. Dalai Lama, Tenzin Gyatso hadde anvist som den 11. Panchen Lama.
Bøker
Nicholas Wade (1981). The Nobel Duel, Anchor Press/Doubleday, Garden City, NY.
^Munzinger Personen, Munzinger IBA 00000015183, besøkt 9. oktober 2017[Hentet fra Wikidata]
^Base biographique, BIU Santé person ID 7394[Hentet fra Wikidata]
^www.academie-medecine.fr, oppført som Roger GUILLEMIN, National Academy of Medicine (France) member ID 1635, besøkt 9. oktober 2017[Hentet fra Wikidata]
^abcdeTowards the centenary of the birth of Nobel Prize winner Roger Guillemin: Guillemin and his impact on soviet neuroendocrinologists[Hentet fra Wikidata]