Nace en Catarroja (Valencia) en el seno de una familia de músicos. Su primer profesor fue su tío Juan Zacarés, flautín de la Orquesta de Valencia. Cursó estudios oficiales con Jesús Campos en el Conservatorio Superior de Música de Valencia. En Paris estudió en el Conservatorio Hector Berlioz con Raymond Guiot y más tarde con Michel Debost (solista de la Orquesta de Paris).
En 1981 ingresa en la Orquesta Sinfónica de Euskadi puesto que no llega a ocupar al entrar poco más tarde en la Orquesta Nacional de España. Solista durante veinticinco años de esta orquesta, Juana Guillem ha podido interpretar el repertorio sinfónico más importante para la flauta con grandes maestros como Kurt Sanderling, J. López Cobos, Walter Weller, Yuri Aronovich, A. Ros Marbá, E. Inbal. Yuri Temirkanov entre muchos otros.
Como concertista ha actuado con la: ONE en varias ocasiones, Orquesta Reina Sofía, Orquesta de Valencia, Orquesta Sinfónica de Flandes, Orquesta de Córdoba, Orquesta de la Comunidad de Madrid, Orquesta de Cámara del Cantábrico, Orquesta Joaquín Rodrigo, Orquesta de Cámara Española, etc.
Prestigiosos compositores españoles le han dedicado sus obras y encargado sus estrenos. Ha grabado para EMI la “Fantasía para un Gentilhombre” en versión flauta y el “Aria” para flauta y orquesta de Joaquín Rodrigo. También ha registrado la música para flauta de los compositores valencianos más importantes.
Paralelamente a la orquesta Juana Guillem actúa con diferentes conjuntos de cámara, abarcando diversos estilos desde el barroco hasta la música de nuestros días. Forma Trío con el fagotista Enrique Abargues y el pianista Aníbal Bañados. Dedica una especial atención al repertorio de flauta y percusión junto a su hermano el percusionista Juanjo Guillem. Ha actuado junto a intérpretes como: Víctor Martín, Nicolas Chumachenco, Sergei Teslia, Carmen Guillem, Youri Bashmet, Maxence Larrieu, Denis Pascal, etc.
Ha sido profesora del Conservatorio Superior de Palma de Mallorca y del Centro de Estudios Neomúsica de Madrid. Imparte cursos por toda España y colabora asiduamente en encuentros de Jóvenes Orquestas..
