Ingeniera Química. Combatiente y dirigente de la Revolución Cubana. Fue presidenta de la Federación de Mujeres Cubanas y miembro del Consejo de Estado de la República de Cuba.

Nació en la ciudad de Santiago de Cuba, sus padres fueron José Espín Vivar y Margarita Guillois Gachassin-Lafite, ellos tuvieron seis hijos: Liliana, Vilma, Nilsa, Iván, Sonia y José Alejandro.. Su abuela materna era prima de Paul Lafargue, uno de los fundadores del Partido Socialista Francés y yerno de Carlos Marx.

Cursó estudios primarios en la Academia Pérez Peña, y secundarios en el Colegio El Sagrado Corazón, ambos de su ciudad natal, y se graduó como Bachiller en Ciencias en 1948.

Su ingreso a la recién creada Universidad de Oriente marcó el inicio de una etapa decisiva en el afianzamiento y desarrollo de sus ideas políticas. Como estudiante, sobresalió por su aplicación al estudio, y en particular por su inclinación a las matemáticas, la física y la química. También se destacó en la práctica de deportes, como integrante del equipo de voleibol femenino, del que fue capitana durante algún tiempo, representando a la Universidad de Oriente con el nombre de Mambises en varias lides deportivas. También participó en actividades culturales, como la Coral Universitaria, a la que se integró en 1950.

Al producirse el golpe de Estado del 10 de marzo de 1952, Vilma Espín, junto al profesorado y los estudiantes de la Universidad de Oriente, se manifestó en repudio al cuartelazo de Fulgencio Batista. Se incorporó al recién creado Movimiento Nacional Revolucionario (MNR), fundado por profesores universitarios, cuyo jefe de Acción Provincial era Frank País.

Con posterioridad a los ataques al Cuartel Moncada, de Santiago de Cuba, y al cuartel Carlos Manuel de Céspedes, de Bayamo -que encabezó Fidel Castro el 26 de julio de 1953-, Frank País constituyó la organización Acción Revolucionaria Oriental (ARO) para impulsar la lucha armada contra la dictadura batistiana. Vilma Espín estuvo entre sus más cercanos y activos colaboradores.

Con posterioridad, Frank País integra el ARO al Movimiento Revolucionario 26 de Julio (MR 26-7); Vilma continuó su actividad insurreccional como militante de primera línea.

El 14 de julio de 1954 realizó el último examen para concluir estudios universitarios, con el título de Ingeniera Química Industrial. Fue una de las dos primeras mujeres en graduarse en Cuba en esta especialidad. En el mismo año viajó a Estados Unidos, con el fin de cursar estudios de postgrado en el Instituto Tecnológico de Massachussets. Al finalizar esa estancia académica, recibió la orientación de pasar por Ciudad México, para cumplir tareas revolucionarias. Allí trabó relación con Fidel y Raúl Castro.

A las órdenes de Frank País, participó en el alzamiento armado de Santiago de Cuba, el 30 de noviembre de 1956, que fue una de las acciones previstas para favorecer el desembarco de los expedicionarios del Granma, encabezados por Fidel Castro. Después de este suceso, la casa de Vilma Espín se convirtió en Cuartel General del MR 26-7 en Santiago de Cuba.

En febrero de 1957, la dirección del MR 26-7 decidió, por razones de seguridad, que pasara a la clandestinidad. Utilizó entonces los seudónimos de Alicia, Luz, Mónica, Déborah y Mariela.

Poco antes de ser asesinado, Frank País la nombró Coordinadora Provincial del Movimiento en Oriente, labor que desempeñó hasta junio de 1958. También fue integrante de la Dirección Nacional del MR 26-7.

La persecución de los cuerpos represivos de la dictadura la obligó a incorporarse al Ejército Rebelde en el II Frente Oriental Frank País, en el que tuvo una destacada participación como combatiente.

A partir del triunfo de la Revolución Cubana, el 1 de enero de 1959, realizó diferentes tareas como dirigente del MR 26-7. El 26 de enero de 1959, Vilma y el entonces Comandante Raúl Castro, jefe del II Frente Oriental “Frank País”, contrajeron matrimonio, y construyeron en lo adelante una familia de cuatro hijos y ocho nietos.

El 23 de agosto de 1960, después de un intenso trabajo preparatorio, se creó oficialmente la Federación de Mujeres Cubanas (FMC). En el plazo de quince meses, la incipiente organización, impulsado por Vilma, había creado sus primeras delegaciones de base y organismos intermedios, y emprendido acciones que movilizaron a las mujeres hacia la construcción de escuelas y hospitales, la recogida y atención de niños sin hogar, la participación en el mejoramiento de la vida de barrios marginales y otras actividades.

Vilma Espín fue elegida como Presidenta por la Asamblea Fundacional de la Federación de Mujeres Cubanas, y ratificada en cada uno de los congresos que celebró la organización, desde el primero, en 1962, hasta el séptimo, en el año 2000.

Desde los inicios, orientó que se organizaran cursos de primeros auxilios, e impulsó la incorporación de las mujeres a las Milicias Nacionales Revolucionarias, en respuesta a su reclamo para preparase en la defensa de la Revolución. Impulsó e instauró cursos de corte y costura e integró la Comisión Nacional de Alfabetización. Posteriormente dirigió la incorporación de las amas de casa al plan educacional de seguimiento para alcanzar el sexto y el noveno grados, además de promover la creación de aulas de superación para adultos.

Orientó y dirigió, en 1961, la creación de la Escuela para Campesinas Ana Betancourt, y las Escuelas Nocturnas de Superación para Domésticas. En 1962 creó la Escuela de Cuadros Fe del Valle. Presidió, de 1969 hasta 1976, el Instituto de la Infancia, organismo que unificó la dirección de las instituciones infantiles en el país.

También, en labores vinculadas a su profesión, fue directora técnica del Ministerio de la Industria Alimenticia (MINAL), donde estimuló las investigaciones científico-técnicas. Con el propósito de conocer los resultados científicos que se alcanzaban en la industria de derivados de la caña de azúcar, mantuvo colaboración con los investigadores del Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA). Pero su radio de acción traspasaba los límites del trabajo tecnológico y científico de este Ministerio, pues desarrolló una labor creativa que se extendía a los sectores de servicio y consumo, el diseño industrial, envases y embalajes y alimentación social, entre otros.

Además de estructurar departamentos y direcciones que existían en el MINAL, creó otros nuevos, y seleccionó a investigadores y personal calificado para fundar el Departamento de Investigación–Desarrollo del MINAL, que posteriormente devino en Instituto de Investigaciones para la Industria Alimentaria.

En 1972 propició la creación del Grupo Nacional de Trabajo de Educación Sexual (GNTES), oficializado en 1977 y adjunto desde 1981 a la Comisión Permanente para la Atención a la Infancia, la Juventud y a la Igualdad de Derechos de la Mujer de la Asamblea Nacional del Poder Popular. Fundó y presidió, desde 1987, la Comisión de Prevención y Atención Social adscrita al Consejo de Ministros.

Fundó el Frente Continental de Mujeres contra la Intervención. Presidió, en 1984, el Foro Regional de Organizaciones No Gubernamentales para América Latina y el Caribe. En 1985 y 1988 presidió también dos grandes eventos continentales de mujeres, efectuados en La Habana.

Integró el Comité Central del Partido Comunista de Cuba (PCC) desde su fundación en 1965, y recibió ratificación en todos los congresos posteriores.

Presidió la Comisión de Trabajo que, bajo su dirección, elaboró la Tesis sobre el Pleno Ejercicio de la Igualdad de la Mujer, discutida en el I Congreso del PCC, en 1975, y la Comisión que adoptó la Resolución sobre esta tesis, marcando pautas conceptuales y programáticas sobre el tema. En 1980, durante el II Congreso del PCC, fue electa como miembro suplente de su Buró Político, y promovida, en el III Congreso de la organización, a miembro efectivo, cargo que ocupó hasta 1991.

El 2 de diciembre de 1976, al constituirse la Asamblea Nacional del Poder Popular, fue elegida diputada y miembro del Consejo de Estado. Recibió múltiples condecoraciones, títulos, órdenes nacionales e internacionales, entre las que se destacan el título honorífico de Heroína de la República de Cuba, el Premio Lenin de la Paz y La Orden "Mariana Grajales".
Vilma Espín Guillois falleció en Ciudad de La Habana, el 18 de junio de 2007. Sus restos reposan en el Mausoleo de los combatientes del II Frente Oriental Frank País, en Mayarí Arriba, al noroeste de la Sierra Maestra.