Она родилась в Париже в семье государственного чиновника и политика, к концу своей жизни, он был назначен французским консулом в Роттердаме, где он и умер в 1798 году.
Ее профессиональная подготовка в качестве художника началась в 1781 году под руководством Элизабет Виже-Лебрен. В 1786 году она поступила на обучение в мастерскую Жака-Луи Давида вместе со своей сестрой Мари-Элизабет. Допуск стал возможен благодаря рекомендациям мадам Виже-Лебрен, а также политическим и административным связям семьи с правительством.
В 1791 году она впервые экспонируется в «Парижском салоне», продемонстрировав свою вдохновленную мифами картину «Психея прощается с ее семьей» (Psych? faisant ses adieux ? sa famille). Еще одна из ее картин этого периода, «Невиновность между добродетелью и пороком» (L’Innocence entre la vertu et le vice), также мифологическая, однако, показывает и феминистские интересы автора, порок представлен мужчиной, хотя традиционно его представляли в образе женщины.
В 1793 году Мари-Гийемин вышла замуж за адвоката Пьера-Венсана Бенуа. Ее работы, отражающие влияние Жака-Луи Давида, стали склонятся в большей степени к исторической живописи. В то время этот жанр считался сугубо мужским, женщинам-художницам полагалось рисовать семейные портреты, натюрморты, животных, пейзажи, все то, что могло развлечь и доставить удовольствие зрителю.
В 1800 году в «Парижском Салоне» она экспонирует «Портрет негритянки» (Portrait d’une n?gresse). За шесть лет до этого было отменено рабство, и этот образ, обыгрывающий аналогию женщин и рабов, стал символом свободы эмансипации женщин и расовых прав. Эта картина была приобретена Людовиком XVIII для Франции в 1818 году.
Мари-Гийемин создала ряд портретов исторических лиц своего времени. Портрет Элизы Бонапарт, сестры императора Наполеона и княгини Лукки, кисти Мари-Гийемин Бенуа выполнен около 1805 года. Важный заказ — портрет Наполеона Бонапарта, премьера-консула Франции на тот период, — был ей поручен в 1803 году. Этот портрет должен был быть направлен в город Гент, который Австрия вновь уступила Франции по Люневильскому мирному договору в 1801 году.
Другим знаком отличия для нее, как художника, стало награждение Золотой медалью «Парижского Салона» 1804 года, что дало и получение государственного пособия. В это время она открыла студию по художественному обучению женщин. Ее карьера пострадала от политических событий, развернувшихся во Франции, так как ее семья имела очень тесные связи с монархистами. Однако, в период возвращения монархии после 1814 года, который назвали Реставрацией Бурбонов, ее муж, убежденный роялист, граф Бенуа был назначен в Государственный совет.
Несмотря на то, что Мари-Гийемин находилась в это время на пике своей популярности, она была вынуждена отказаться от своей карьеры как художника, так и устроителя выставок, в связи с обязанностями перед семьей и решительным принуждением реакционного режима к консервативному образу жизни.
Часть работ была утрачена.