Родился 10 апреля 1973 года во Франции в городе Билон-Бьянкур, на ферме, в семье коневодов. Поскольку молодой человек рос в сельской местности и неразрывно был связан с семейным делом, то единственной его мечтой к подростковому возрасту было стать жокеем. Вскоре он начал выступать в цирке и уже почти вплотную приблизился к намеченной цели, но неудачное падение с лошади во время выступления поставило крест на его жокейской карьере.
Сразу после трагической травмы Гийом отправился на курсы драматического искусства Флорана, после которых ему удалось получить даже несколько ролей в театре.
Первая заметная роль пришлась на участие в постановке «Город, в котором правит ребенок».
А успех на ниве кинематографа начался с середины 90-х годов, после участие в короткометражке «Единственный сын». Сразу после этого Гийома заметили и стали звать на роли в телевизионные фильмы и сериалы, которые шли по французскому телевидению.
В 1997 году, в киноленте «Барракуда», Кане снялся совместно с Жаном Рошфором – человеком достаточно знаменитым во французском кинематографе. А после удачных съемок в кино «В самом сердце», Гийом стал не просто любителем миллионов телезрителей, но и лауреатом премии «Сезар».
Всемирная слава пришла к актеру на год позже, после роли в картине «Пляж» режиссера Денни Бойла, где Кане снялся совместно с такими звездами мировой величины, как Виржини Ледуайен и Леонардо Ди Каприо.
Еще в начале актерской карьеры Кане увлекся режиссурой. Так, для одной из французских телесетей он снял несколько рекламных роликов, а в 1996 году уже выпустил собственный короткометражный фильм под названием «Без сожалений». Конец 90-х ознаменовался съемками и выпуском картины «Люблю тебя», чуть позже была снята короткометражка «Я не могу уснуть».
Первый полнометражный фильм Гийома Кане назывался «Как скажешь», в котором он стал не просто режиссером, сценаристом и продюсером, но и исполнил одну из главных ролей. Стоит отметить, что именно за исполнение роли в собственном фильме Кане снова был отмечен престижной премией «Сезар».