Guillaume ist DDR-Bürger und SED-Mitglied. Im Auftrag des MfS siedelt er 1956 mit seiner Frau in die Bundesrepublik Deutschland nach Frankfurt a. Main um. Dort eröffnet er zunächst den Tabakladen "Boom am Dom", seine Frau ist Sekretärin. 1956 tritt Guillaume wiederum auf Weisung des MfS in die SPD ein. Wenig später ist er Sekretär des SPD-Unterbezirks Frankfurt a. M. und ist ab 1968 Geschäftsführer der SPD-Fraktion im Stadtrat Frankfurt.
Als Wahlkampfbeauftragter des Bundesministers für Verkehr, Georg Leber, ist er erfolgreich. Daher wird er ins Bundeskanzleramt vermittelt. Die Sicherheitsüberprüfung verläuft dabei ohne Auffälligkeiten. Ab 1970 ist er Referent in der Abteilung Wirtschafts-, Finanz- und Sozialpolitik im Bundeskanzleramt und ab 1972 schließlich Referent des Bundeskanzlers Willy Brandt. Durch die guten persönlichen Verhältnisse zum Kanzler kommt Guillaume an viele private Informationen.
Am 06.05.1974 übernimmt Willy Brandt die politische Verantwortung und tritt zurück. Guillaume wird am 15.12.1975 zu 13 Jahren Haft verurteilt, seine Frau bekommt 8 Jahre Haft. Der Fall geht als bislang größter Spionagefall in der Bundesrepublik in die Geschichte ein.