Georges Guynemer kwam uit een vooraanstaande familie: zijn vader was beroepsofficier, zijn moeder was van adel en verwant aan het Franse koningshuis. Hij had als kind een zwakke gezondheid.
Bij het uitbreken van de Eerste Wereldoorlog meldde de 19-jarige Guynemer zich voor het leger, maar werd afgekeurd om gezondheidsredenen. Hij wendde de invloed van zijn vader aan om toch te worden aanvaard, maar tevergeefs.
Toen hij kort nadien militaire vliegtuigen zag landen, informeerde hij bij een van de piloten hoe men militair piloot kon worden. In november 1914 nam hij dienst als leerling-mecanicien in de militaire luchtvaartschool in Pau. Dat gaf hem geen recht om te leren vliegen, maar na aandringen aanvaardde de commandant van de luchtvaartschool hem begin 1915 als leerling-piloot. Eind april van dat jaar had hij zijn brevet van militair piloot. In juni ging hij in dienst bij het Escadrille des Cigognes (de ooievaars), waar hij tot zijn dood zou blijven.
In juni 1915 werd hij bevorderd tot sergeant en kreeg hij het Croix de Guerre vanwege zijn koelbloedig gedrag bij verkenningsvluchten. Op 19 juli 1915 haalde hij voor het eerst een Duits vliegtuig neer waarvoor hij twee dagen later de médaille militaire ontving. Na zijn derde overwinning kreeg hij op 24 december van dat jaar - zijn 21ste verjaardag- het kruis van ridder van het Legioen van Eer van president Poincaré. Het jaar daarop werd hij onderluitenant.
Hij werd internationaal een bekende held na een luchtgevecht met de Duitse held Ernst Udet. De mitrailleurs van Udet blokkeerden en Guynemer merkte dat. Hij groette zijn tegenstander en vloog weg. Door zijn prestaties en zijn ridderlijk optreden kreeg hij de bijnaam "Guynemer de legendarische".
In zijn korte carrière vloog Guynemer met verschillende types vliegtuigen: eerst een Morane-Saulnier, later Nieuport, SPAD VII, SPAD XII en uiteindelijk SPAD XIII. Hij gaf elk van zijn vliegtuigen de naam "Vieux Charles" en liet ze meestal geel schilderen.
In juli 1917, twee maanden voor zijn dood, kreeg hij het bevel over het Escadrille des Cigognes.
Verdwijning
Zijn laatste vlucht maakte hij op 11 september 1917. In zijn SPAD XIII voerde hij een vlucht uit over het front in Vlaanderen, waar toen de derde slag bij Ieper woedde, samen met een andere Franse piloot, Jean Bozon-Verduraz. Boven Poelkapelle viel hij een Duits verkenningsvliegtuig aan. Bozon-Verduraz zag toen andere Duitse toestellen naderen en probeerde ze van Guynemer weg te lokken. Kort daarop verloor hij Guynemer uit het oog en keerde alleen terug. Guynemer keerde niet terug en werd als vermist opgegeven.
Kort daarop lieten de Duitsers weten dat Guynemer was neergeschoten door de Duitse piloot Kurt Wissemann, die zelf 17 dagen nadien bij een luchtgevecht zou omkomen. Zijn vliegtuig en zijn lichaam zouden zijn gevonden nabij Poelkapelle en het lichaam van Guynemer zou zijn geïdentificeerd.
Op 18 oktober bevestigde het Amerikaanse Rode Kruis de dood van Guynemer. Het liet weten dat zijn lichaam door Duitse troepen overgebracht werd naar Brussel om daar te worden begraven, maar er zijn later nooit aanwijzingen gevonden dat dit inderdaad is gebeurd.
Een aantal Vlaamse getuigen beweerden dan Guynemer in Rumbeke begraven is. Hoe dan ook is zijn graf nooit gevonden. Als hij ter plekke werd begraven, zou elk spoor zijn uitgewist door het hevige artillerievuur.
Eerbetoon
Op het moment van zijn verdwijning was Guynemer een nationale held. Met 53 erkende luchtoverwinningen (plus nog eens 35 die hij mogelijk zou hebben behaald) was hij op dat moment de meest succesvolle Franse "aas". Zijn vliegtuig was daarvoor al zeven keer neergeschoten geweest, maar hij had het telkens overleefd. Hij was ook de eerste die een Gotha-bommenwerper wist neer te schieten. Ooit haalde hij vier vliegtuigen neer op één dag (25 mei 1917).
In het Pantheon in Parijs is een gedenkplaat ter ere van Guynemer aangebracht, die zijn nooit gevonden graf moet vervangen.
In Poelkapelle werd in 1923 een monument ter ere van Guynemer opgericht. Het kwam er op initiatief van enkele bekende Belgische jachtpiloten. Guynemers laatste dagorder met de opdracht van de Belgische piloten staat in het monument gebeiteld. De ooievaar boven de gedenksteen verwijst naar het Escadrille des Cicognes. Lange tijd nog vonden er bij het monument herdenkingsplechtigheden plaats.