Guy Mairesse a couru la quasi-totalité de sa carrière au volant de Delahaye et de Talbot Lago, dès la fin de la seconde guerre mondiale et la reprise de la compétition automobile.

Guy était conducteur de camions avant que la seconde guerre mondiale n'éclate. Une fois la paix revenue, il assiste à la Coupe du Salon courue à Montlhéry en 1946 sur invitation de Paul Valli. C'est à partir de ce moment-là que Guy commence à s'intéresser à la compétition automobile, et les résultats arrivent rapidement. En 1947, il remporte la première édition du rallye Lyon-Charbonnières. Il achète ensuite à Valli une Delahaye, avec laquelle il remporte le Grand Prix des frontières à Chimay et les 12 heures de Paris, tout en remportant la victoire en catégorie aux 24 heures de Spa-Francorchamps.

Il participe également à ses premières courses de Formule 1 à Montlhéry. En 1949, il rejoint l'écurie France, et court désormais sur une Talbot Lago. Après une encourageante quatrième place à Pau, il remporte la victoire lors du Grand Prix des Frontières, devant Lance Macklin et Johnny Claes. En 1950, il remporte de nouvelles victoires dans des courses de voitures de sport, lors de la coupe des USA et de la Coupe du Salon à Montlhéry. Il termine également deuxième aux 24 heures du Mans derrière l'infatigable Louis Rosier, et troisième à Rouen.

La saison 1950 est également l'occasion pour le pilote français de courir une épreuve du championnat du monde de Formule 1, à Monza. Qualifié à une honorable onzième position sur la grille de départ, il perd beaucoup au premier tour et se retrouve dans le gruppetto jusqu'à la mi-course, quand un ennui mécanique l'oblige à abandonner. L'équipe France disparaît par la suite, mais Guy a conservé les voitures pour la préparation au Mans, de même qu'une Talbot Lago T26C pour la F1 avec l'écurie Belgique. Il dispute deux courses, d'abord en Suisse, la course qui débute le championnat où il termine dernier, puis son Grand Prix national, qu'il termine à la neuvième place.

En voitures de sport, il court de nouveau au Mans en compagnie de Pierre Meyrat, et encore une fois l'équipage termine deuxième, derrière cette fois les Britanniques Peter Walker et Peter Whitehead sur Jaguar. Il remporte une nouvelle fois la Coupe du Salon. En 1952, il vend la monoplace et se consacre exclusivement aux courses de voitures de sport, avec une deuxième place à Reims. L'année suivante, il participe une nouvelle fois au Mans, mais son moteur casse.

Pendant les essais de la Coupe du Salon à Montlhéry le 24 avril 1954, Guy Mairesse veut éviter la Renault 4CV de Jean Gamot plus lent, mais se crashe dans le mur. Il avait 43 ans.