Arnaud Guilloux startet seit 2013 als Triathlet.
2015 wurde er französischer Vize-Staatsmeister auf der Triathlon-Mitteldistanz.
Im Juli gewann er als erster Franzose auf der Triathlon-Langdistanz den Triathlon EDF Alpe d’Huez.
2016 wurde Guilloux Dritter bei der Staatsmeisterschaft auf der Mitteldistanz.
Im Juli 2019 verpasste er mit dem vierten Platz beim Ironman Hamburg knapp die Medaillenränge.
Im September konnte der damals 30-Jährige nach 8:48:06 h mit neuem Streckenrekord den Ironman Wales und damit sein erstes Ironman-Rennen für sich entscheiden.[1]
Bei der Ironman World Championship in St. George belegte der 33-Jährige im Mai 2022 den 22. Platz.
Im Juni 2024 belegte er nach 7:50:59 Stunden in neuer persönlicher Bestzeit im Ironman Cairns als bester Europäer den vierten Rang.[2]