Учился в Швейцарии, затем в Гранаде и Мадриде. В 1917—1923 преподавал в Сорбонне, в 1929—1931 — в Оксфорде, где подружился с Т. С.Элиотом. Близкий друг Ф.Гарсиа Лорки, одна из главных фигур Поколения 27 года. Отстаивал принципы неоклассической «чистой поэзии» в духе Поля Валери и Хуана Рамона Хименеса. Преподавал также в университетах Мурсии и Севильи. С 1938 жил за рубежом (США, Канада, Латинская Америка, Италия). В 1977 вернулся на родину.
Перевел поэму Валери «Кладбище у моря» (1929), стихотворения П.Клоделя, Ж.Сюпервьеля.
Сборник «Песнопения» (исп. C?ntico) давно и прочно входит в число кардинальных поэтических книг испанского языка в XX веке. Гильену присуждены Премия «Мигель де Сервантес» (1976), другие национальные и зарубежные премии.