Молодой принц учился в начальной и средней школах города Люксембург, а позже в колледже в Швейцарии.
С 2001 по 2002 годы Гийом пошел по следам своего отца и закончил Королевскую военную академию в Сандхёрсте (Sandhurst) в Великобритании.
После свое образование наследный принц продолжил во Франции, где с отличием закончил в 2009 году факультет языков, филологии и гуманитарных наук, по специальности «Политология».
С 2001 года Гийом назначен почетным президентом Совета экономического развития, а с 2005 года является членом Государственного совета Великого герцогства Люксембург.
Гийом широко занимается благотворительностью и патронирует несколько благотворительных учреждений в Люксембурге. Интересуется политикой, экономикой и философией, любит музыку и театр, так же, как спортивные состязания, в особенности теннис, лыжный спорт и водные виды спорта.
20 октября 2012 года Гийом женился на графине Стефании де Ланнуа. В этом году пара отпраздновала первую годовщину свадьбы.