Colaborador de las más importantes revistas intelectuales de España ( La Pluma, España, Indice y Revista de Occidente ) e Hispanoamérica, tradujo a Paul Valery y a Jules Supervielle. Fue Premio Cervantes en 1977, y se le nombró académico de honor de la Real Academia Española un año después.
Nació en Valladolid. (Dámaso Alonso dice: "Nació para lo que se nace, es decir, para cantar. Y cumplió con su deber, cantó"). Residió en Suiza; estudió Filosofía y Letras en Madrid y Granada, y se graduó en 1913. De 1917 a 1923 fue lector de español en la Sorbona. Después de haber viajado a Alemania, en 1924 obtuvo el doctorado por la Universidad de Madrid y la cátedra de Literatura española de la Universidad de Murcia, de donde pasó posteriormente a la de Sevilla. En 1927 fundó y dirigió la revista Verso y prosa . De 1929 a 1931 fue lector de español en la Universidad de Oxford.
En 1938, a causa de la guerra civil española, se exilió en Estados Unidos, donde empezó la redacción de Clamor , subtitulado Tiempo de historia , trilogía compuesta por Maremagnum, Que van a dar en la mar y A la altura de las circunstancias ; en su lírica aparece el dolor, la fugacidad de las personas y cosas amadas, la limitación de la vida; con esta obra inició un nuevo camino presidido por la preocupación histórica y el predominio de la sátira y de la elegía. En 1961 reunió una serie de conferencias de literatura bajo el título Lengua y Poesía , interesantísimo estudio crítico en prosa de diversos poetas y escritores españoles, en el que puso toda su cultura de catedrático y finura crítica de poeta. Agrupó su poesía en un único volumen, Aire nuestro , en 1968, que completó cinco años más tarde con Y otros poemas .
Falleció en Málaga. El profesor Agustín del Saz dice: "Sin Guillén será imposible hacer la historia de la poesía española del siglo XX, especialmente en lo que tiene de eterna renovación de la originalidad".