La carriera di questa pittrice iniziò prestissimo: a tredici anni fu accolta nell’atelier di Elizabeth Vigée Le Brun, che in seguito la spinse a proporsi, con la sorella, presso lo studio più prestigioso del momento, quello di Jacques Louis David. Apprezzandone le capacità, il pittore la prese a bottega nonostante la polemica scatenata dal conte d'Angiviller, direttore dell'amministrazione reale per le arti: il conte contestava vivacemente la commistione dei sessi, ma le studentesse frequentavano anche il Louvre in numero progressivamente crescente.

Guillemine fu precoce anche nel partecipare alle mostre: aveva sedici anni quando espose al Salon della Gioventù, con un ritratto di suo padre. Precedentemente l’artista aveva tentato di entrare all’Accademia Reale; ma l’istituzione accettava al suo interno quattro donne al massimo, perciò respinse la sua domanda. Nell’atelier di David la giovane artista abbandonò l’uso sfumato dei colori a pastello, desunto da Vigée-Lebrun, e acquisì uno stile più nitido. Il linguaggio artistico appreso da David l’avrebbe accompagnata sempre, ma quello che la rese indipendente fu la scelta dei temi da mettere nei quadri. Marie Guillemine desiderava intraprendere dipinti di argomento storico, ma il prestigioso settore era generalmente precluso alle donne. In attesa di tempi migliori, la pittrice si dedicò ai ritratti e alle scene mitologiche, facendosi apprezzare per i risultati.

Nel 1791 l’artista fece il suo grande debutto al Salon con l’opera L’innocenza tra la Virtù e il Vizio. Solitamente Vizio e Virtù erano stati raffigurati sotto forma di donna, ma Guillemine scelse di rappresentare il Vizio come un uomo, quasi a voler sovvertire gli stereotipi di genere imposti dalla tradizione.

Le nozze con Pierre-Vincent Benoist giunsero quando lei aveva circa venticinque anni e veniva considerata quasi attempata, dato che in quel tempo l’età da marito era collocata generalmente prima dei vent’anni. Il marito, di fede controrivoluzionaria, era impegnato in frequenti missioni verso terre lontane; spesso le vicende politiche costrinsero lui a fuggire e lei a diradare le sue apparizioni sulla scena artistica.

Quando suo marito venne riaccolto in Francia nel 1795, Marie-Guillemine Benoist poté esporre di nuovo al Salon e la sua carriera conobbe consensi crescenti e onori. Nel 1803 Napoleone Bonaparte le commissionò un ritratto che lei eseguì in grandi proporzioni, ottenendo un premio e il diritto di alloggio al Louvre. Nel 1804 la pittrice guadagnò anche una medaglia d'oro e una pensione governativa.

In questo periodo, per lei così proficuo, Guillemine produsse la sua opera più famosa: il Ritratto di donna negra (Madeleine), che fu dipinto nel 1800 probabilmente per celebrare, a distanza di sei anni, l'abolizione della schiavitù in Francia. La solenne postura della figura ripropone l’idea neoclassica dell’opera d’arte come monumento, capace di celebrare un progresso di civiltà e di fare anche omaggio ai colori della bandiera repubblicana, accostando il blu del tessuto posato sulla poltrona al rosso della cintura della donna; le vesti chiare fanno spiccare il colore scuro del corpo seminudo: risalta la maestria di Guillemine nel riprodurre le tonalità della pelle nera, con la modella nella stessa posa riservata alle altre dame che in quel periodo si facevano ritrarre da lei. Ma il ritratto cadde nell’oblio qualche anno dopo, con la ripresa delle politiche coloniali e il ritorno delle idee di supremazia razziale nei confronti di altre etnie.

In età imperiale la pittrice realizzò anche i ritratti delle sorelle di Napoleone, Paolina ed Elisa Bonaparte duchessa di Lucca. Nello stesso periodo aprì una propria scuola, riservando l’ingresso alle donne: questa scelta eloquente testimonia la consapevolezza di genere da parte di Guillemine, che si era scontrata più volte con il monopolio maschile del settore artistico; inoltre dimostra che la pittrice aveva ben compreso come la prima forma di discriminazione nei confronti delle donne riguardi la riduzione delle opportunità di istruzione, e come occorra rispondere all’esclusione attraverso la costruzione di relazioni solidali.

Ma il percorso artistico di Guillemine subì una battuta d’arresto inattesa nel 1815, quando la monarchia venne restaurata e Pierre-Vincent Benoist ottenne la nomina prestigiosa di Consigliere di Stato. Proprio la fortuna del marito portò il più grande dolore alla pittrice, che dovette interrompere la sua carriera per non arrecare danno all’immagine della famiglia; infatti in società l’esercizio della pittura era considerato disonorevole per la moglie di un personaggio così in vista. Sottoposta a fortissime pressioni, Guillemine fu costretta a ritirarsi a causa di ciò che lei stessa definì “un pregiudizio sociale”, ma nelle sue lettere resta testimonianza delle esitazioni, dei conflitti e del rimpianto che accompagnarono questa decisione.

Impossibilitata a proseguire la propria scelta di vita, l’artista smise progressivamente di dipingere e a distanza di una decina d’anni smise anche di vivere.