Guilherme da Costa Carvalho, filho de Luís Alves de Carvalho e de Herculana de Jesus da Costa Dias de Carvalho, nasceu a 11 de junho de 1921 na Freguesia do Bonfim, Porto.
Começou a ter atividade política contra o fascismo ainda muito jovem. Em 1943, quando era estudante na Faculdade de Ciências no Porto, aderiu ao Partido Comunista Português (PCP).
Originário de uma família abastada do Porto, Guilherme da Costa Carvalho dedicou a maior parte da sua vida à causa dos trabalhadores, à luta contra o fascismo e pela liberdade.
Em 1945, ingressa na vida clandestina como funcionário do PCP, tornando-se um seu dirigente destacado, integrando o respetivo Comité Central entre 1957 e 1973, com responsabilidades por diversas organizações e sectores partidários em diferentes regiões do país.
Foi preso quatro vezes e evadiu-se duas vezes. Passou dezasseis anos nas cadeias fascistas — do Aljube, Caxias e Peniche, incluindo o Campo de Concentração do Tarrafal onde passou dois anos.
A primeira prisão de Guilherme da Costa Carvalho ocorreu a 20 de outubro de 1948, na Estação de Abrantes, sendo detido pela GNR na sequência de um incidente fortuito. Em junho de 1949 foi condenado pelo Tribunal Criminal de Lisboa à pena de dois anos e seis meses de prisão maior celular e suspensão dos direitos políticos por quinze anos. Em setembro de 1949 foi deportado para o Campo de Concentração do Tarrafal, na Ilha de Santiago, em Cabo Verde.
Foi o único preso a ser visitado durante os dezoito anos da primeira fase de funcionamento do Campo. A visita dos seus pais ao Tarrafal reveste-se da maior importância, ao terem prestado homenagem aos presos que tinham morrido no Campo visitando o cemitério e colocando flores em todas as campas e fotografando-as uma a uma e que, com as fotos de grupo dos presos, se tornaram documentos da maior importância. No regresso, percorreram o País para informar as famílias da situação em que se encontravam os presos, alguns há muitos anos deportados para o Campo de Concentração.
Guilherme de Carvalho regressou em maio de 1951, sendo de imediato enviado para a Cadeia do Forte de Peniche.
Apenas viria a ser libertado condicionalmente em Agosto de 1954, quando já tinha ultrapassado largamente a pena a que fora condenado.
Regressou de novo à clandestinidade, voltando a ser preso em Abril de 1959 na cidade do Porto. Em maio é transferido para a Cadeia do Aljube, e depois Peniche, donde se evadiu no dia 3 de Janeiro de 1960, com mais outros dirigentes do PCP, incluindo Álvaro Cunhal. Passados oito meses é preso pela terceira vez, em 14 de novembro de 1960. Enviado para o Forte de Caxias, evadiu-se desta cadeia a 4 de dezembro com mais sete membros do PCP, no que ficou conhecido como a fuga no carro blindado de Salazar.
Voltou a ser preso na Malveira, concelho de Mafra, em maio de 1963, sendo encarcerado no Aljube, Forte de Peniche e Caxias. Julgado em junho de 1967, foi condenado a seis anos e seis meses de prisão e medidas de segurança, quando já se encontrava gravemente doente.
Guilherme da Costa Carvalho foi libertado a 16 de fevereiro de 1972 para não morrer na cadeia, o que vem a ocorrer no Hospital de Oncologia de Lisboa no dia 24 de Março de 1973. Tinha 52 anos. Anunciando a morte de um militante, o PCP em comunicado afirmava: «consumou-se mais um crime do fascismo». A morte prematura de Guilherme da Costa Carvalho, após vários anos de sofrimento, deveu-se à incúria dos serviços médico prisionais e à sanha assassina da PIDE.
No decorrer da última prisão, quando se encontrava no Forte de Peniche, Guilherme da Costa Carvalho, adoeceu gravemente, tendo hemorragias retais. Apesar de ter realizado um exame radiológico, o médico da cadeia diagnosticou que sofria de hemorroidal.
Durante anos, apesar do agravamento do seu estado de saúde, a PIDE recusou sistematicamente os pedidos para que fosse observado por um médico particular. E mesmo quando a autorização foi concedida, e o médico particular verificou, tendo por base o exame do médico da cadeia em que este diagnosticara hemorroidal, tratar-se afinal de uma cancerosa, a PIDE recusou um internamento em hospital adequado.
Guilherme da Costa Carvalho não só foi condenado a pesada pena quando já se encontrava gravemente doente, como foi mantido na cadeia até ter entrado na fase terminal da doença, apesar de já ter terminado a pena a que fora condenado há quase três anos. A morte prematura de Guilherme da Costa Carvalho foi, comprovadamente, mais um crime premeditado do regime fascista.
O funeral de Guilherme da Costa Carvalho constituiu uma importante e combativa manifestação de repúdio por este crime do fascismo. Apesar do aparato policial intimidatório concentrado no IPO, da «escolta» do carro funerário pela PIDE que acompanhou o funeral até ao Porto, dezenas de carros de antifascistas, vindos de várias partes do País, acompanharam o cortejo fúnebre até ao Porto, cortejo que engrossou com dezenas de carros que esperavam o funeral a muitos quilómetros do Porto. No cemitério, onde se concentraram mais de 1500 pessoas, coube a Virgínia de Moura fazer o elogio fúnebre de Guilherme da Costa Carvalho, tendo a multidão gritado: «Assassinos», «Abaixo a PIDE».
A Câmara Municipal do Porto atribuiu o nome de Guilherme da Costa Carvalho a uma das principais artérias da cidade, junto à Avenida dos Aliados e à Praça General Humberto Delgado.