Guye estudió química en la Universidad de Ginebra, donde se doctoró en 1884 bajo la supervisión de Carl Graebe, de quien fue asistente.^[1]​ Su tesis lidió con el efecto del yoduro de hidrógeno en compuestos aromáticos.^[2]​ En 1887, trabajó en París con Charles Friedel. Estudió inicialmente la ecuación de Van der Waals, probando el carácter polimérico de varios compuestos orgánicos y su relación con el volumen medio b'.^[3]​ Eso le permitía calcular propiedades físicas de dichas sustancias como el índice de refracción o el grado de polimerización.^[4]​ Entre sus alumnos se encontraba Vera Ievstafievna Bogdanovskaya, que se interesó por su trabajo en estereoquímica.^[5]​

En 1892, obtuvo la agregación en Ginebra. Fue elegido para la Cátedra Extraordinaria de Química Teórica y Técnica en 1892. Sus trabajos siguientes trataron la actividad óptica de materiales orgánicos, probando una antigua hipótesis de Louis Pasteur.^[6]​ Junto con sus hermanos, también intentó sintetizar nitrógeno en arcos eléctricos, tema de importancia industrial en el periodo para la producción de fertilizantes.^[7]​ Desde 1895 impartió clases en su alma máter, Ginebra.

Desde 1900 Guye realizó investigaciones en electroquímica sobre el proceso cloroalcalino en colaboración con empresas industriales. Desarrolló para ello un modelo químico analítico que explicaba el rendimiento del proceso.^[8]​ Guye fundó el Journal de Chimie physique en 1903. Se trataba de la primera publicación académica química en Suiza, rompiendo la hasta entonces dependencia editorial con Francia y Alemania, lo que fue de gran importancia en los años siguientes debido al estallido de la Primera Guerra Mundial.^[2]​ Realizó igualmente aportaciones al entendimiento de la cinética química de las reacciones de sustitución.^[9]​

Desarrolló métodos para determinar la masa molecular de líquidos y, a partir de 1903, verificó la masa atómica de cuatro elementos (incluyendo el nitrógeno, el cloro y la plata) con métodos precisos, resultados que publicó a partir de 1914. Colaboró en estos trabajos con sus alumnos Albert Fredrick Ottomar Germann, Frank Erhart Emmanuel Germann y Tomás Batuecas Marugán, que se convirtieron en químicos destacados a la vuelta a sus países de origen. En particular, la determinación precisa de la masa del nitrógeno era fundamental en química y resolvía una controversia académica existente en el periodo.^[8]​

En 1913, se convirtió en miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de Rusia con sede en San Petersburgo.^[10]​ En 1921 fue galardonado con la Medalla Davy «por sus investigaciones en química física».^[11]​ El fotoquímico italiano Giacomo Luigi Ciamician, «el fundador de la química verde», nominó a Guye cinco veces para el Premio Nobel de Química (1917, 1918, 1919, 1920 y 1921).^[12]​

• Winfried Pötsch (1988). Lexikon bedeutender Chemiker (en alemán). Francfort-sur-le-Main: Harri Deutsch. p. 469. ISBN 3-8171-1055-3. 
• Physikalische Berichte (en alemán) 4. F. Vieweg and Sohn. 1923. 
• Wisniak, Jaime (2007). «Philippe-Auguste Guye». Revista CNIC Ciencias Químicas (en inglés) 38 (3): 415-422.