Il étudie la Médecine à l’université de Nancy où il obtient son titre de docteur en 1884. De 1895 à 1932, il est professeur d’Histoire naturelle à la faculté de médecine de cette même université. Plusieurs taxons lui ont été dédiés comme le Vuilleminia comedens (Nees : Fr.) Maire. Vuillemin a travaillé sur les genres Spinalia et Zygorhynchus.

Liste partielle des publications

• 1893 : "Remarques sur les affinités des Basidiomycètes", Journal de Botanique 7 (9) : 164-174 .
• 1918 : "Sur les Mortierella des groupes polycephala et nigrescens", Bulletin de la Société mycologique de France, 34 : 41-46.
• 1931 : Les champignons parasites et les mycoses de l'homme, Encyclopédie Mycologique, 2 : 1-290.

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