En un momento en el que la plantilla del Valencia estaba muy debilitada por la falta de incorporaciones y por las lesiones, Hugo Guillamón fue convocado por Alberto Celades y le hizo debutar el 22 de febrero de 2020 contra la Real Sociedad. El joven defensa central tenía 20 años en aquellos momentos y venía de realizar muy buenas actuaciones tanto con el filial del Valencia como con el equipo juvenil.
En el enfrentamiento de su debut, entró en la segunda parte por Mangala. En esa temporada, la 19/20, Guillamón jugó 6 partidos, 5 de ellos como titular. La temporada siguiente, se convirtió en un jugador importante, disputando 27 partidos de 42, 23 de ellos como titular. A finales de la campaña, debutó con la selección española absoluta en un amistoso contra Lituania que tuvo que jugar el equipo sub-21 debido a unos positivos en la plantilla de la selección española absoluta, que estaba a punto de debutar en la Eurocopa.
En la campaña 21/22, llegó José Bordalás al banquillo del Valencia y tuvo la idea de posicionar a Guillamón como centrocampista. El actual técnico del Getafe pidió a Mauro Arambarri como fichaje para reforzar el centro del campo, pero como éste no llegó y Guillamón posee una gran salida de balón, pues lo puso en medio del campo. Su rendimiento en la medular fue excelente. Esa temporada disputó 37 partidos de 46, 32 de ellos como titular.
Hugo Guillamón - Defensive Skills, Tackles & Best Actions - 2021
El sucesor de Bordalás, Gattusso, también le siguió poniendo en medio del campo y con él también fue un futbolista clave para el Valencia. Su rendimiento era tan bueno que Luis Enrique se lo llevó al Mundial, aunque no jugó ningún partido. A mediados de febrero de la pasada temporada llegó Rubén Baraja al banquillo del Valencia. Desde su llegada hasta el final de la temporada, Guillamón vio cómo su protagonismo cayó y jugó sólo 8 partidos de 16, 5 de ellos como titular.
En el inicio de esta campaña, su protagonismo aún mermó más, disputando 18 partidos de 25, sólo 8 como titular. Jugó el 38% de los minutos. El primer partido como titular en la liga llegó a mediados de diciembre ante el Barça y, precisamente, anotó el tanto que supuso el empate. Entró en el once titular a causa de la expulsión de Javi Guerra en la jornada anterior. A partir de ese partido, Guillamón recuperó la titularidad, jugando todos los minutos posibles en la liga y con él como titular, el cuadro che ha sumado 13 puntos de 15.
Actualmente, el Valencia tiene 32 puntos y está séptimo en la liga. Guillamón formó parte de la gran zancada de futbolistas que ganó el Europeo sub-17 y el Europeo sub-19 y que fue finalista del Mundial sub-17 y del Europeo sub-21 junto a futbolistas como los ex azulgranas Abel Ruiz, Miranda y Sergio Gómez. Guillamón es aún muy joven, tiene 23 años, así que aún puede convertirse un futbolista muy importante tanto por el Valencia como por la selección española. Eso sí, tal y como se nos presentan los precedentes, no sería descartable que la directiva del Valencia vendiera a Guillamón por un precio irrisorio. Termina contrato en el 2026 y clubs como el Athletic Club ya le van detrás.