Ancien élève de l'Ecole polytechnique (promotion 1930), et de l'Ecole des mines de Paris (entré en 1933 et sorti en 1935 classé 3 sur 5 élèves du corps). Corps des mines.
Répétiteur d'analyse et maître de conférence d'analyse mathématique à l'École polytechnique (1942-1976), ses travaux les plus importants se situent dans le domaine de l'analyse dimensionnelle. Professeur d'électrotechnique et de thermodynamique à l'École des mines de Saint-Étienne en 1936, après la guerre il est titulaire de la chaire d'analyse mathématique. Adjoint au directeur de l'École des mines de Paris de 1945 à 1947, il occupe un peu plus tard la direction du Centre d'études et de recherches des Charbonnages (CERCHAR). Spécialiste des problèmes de préparation mécanique, il met son expérience au service des phosphatiers et prend la direction du Centre d'études et de recherches des phosphates (CERPHOS). Secrétaire général de l'Institut mondial des phosphates.
Un fils de Pierre Léon René SAINT-GUILHEM, Christian Charles Louis SAINT-GUILHEM (né en 1937) a intégré la promotion 1956 de Polytechnique et le corps des mines.