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Guillemin est un nom de famille notamment porté par :
- Amédée Guillemin (1826-1893), écrivain scientifique et journaliste français
- Amédée Henri Guillemin (1860-1941), général de division
- Arthur Guillemin (1838-1867), lieutenant des Zouaves pontificaux
- Auguste Guillemin (1842-1914), physicien et homme politique français, maire d'Alger de 1881 à 1898
- Ernest Guillemin (1828-1885) homme politique français
- Eugène Guillemin (1823-1893), ingénieur et journaliste scientifique français, frère d'Amédée Guillemin
- Florence Guillemin (1980-), arbitre française
- Gérald Guillemin (né en 1948), facteur d'orgue français
- Henri Guillemin (1903-1992), historien et polémiste français
- Jean-Baptiste Guillemin de Vaivre (1736-1818), magistrat et intendant français
- Jean Baptiste Antoine Guillemin (1796-1842), botaniste français
- Jules Guillemin (1860-1944), architecte français
- Étienne Guillemin, maire de Thiers de 1878 à 1900 et de 1909 à 1919
- Patrick Guillemin (1950-2011), acteur français
- Pierre Guillemin (1887-1915), joueur français de rugby à XV
- Roger Guillemin (1924-2024), endocrinologue français naturalisé américain, (Prix Nobel de médecine en 1977)
- Sophie Guillemin (1977-), comédienne française
- Victor Guillemin (1937-), mathématicien américain
- Guillemin de Monplanet