Charles Louis Joseph Vuillemin naît à Nantes le 19 décembre 1879. Petit-fils du facteur de pianos Louis Didion, il grandit dans un environnement musical et étudie le violoncelle et la composition au Conservatoire de Nantes avant de poursuivre sa formation au Conservatoire de Paris entre 1899 et 1904. Il y suit l'enseignement de Gabriel Fauré pour la composition et de Xavier Leroux pour l'harmonie, deux maîtres dont l'empreinte marquera durablement son écriture.
Profondément attaché à ses racines bretonnes, Vuillemin cherche tout au long de sa carrière à capter l'esprit de sa région natale. Admirateur de Claude Debussy et de Maurice Ravel, il met le matériau traditionnel breton au service d'un langage harmonique impressionniste, raffiné et coloré. Ses recueils pour piano illustrent cette démarche : Soirs armoricains. Études d'après nature, Op. 21 (composé entre 1913 et 1918), évoque par ses titres descriptifs (« Au large des clochers », « Carillons dans la baie », « Appareillage ») les paysages et les sonorités du littoral breton, tandis que En Kernéo (En Cornouailles), Op. 23 (1922), prolonge cette inspiration régionaliste.
Son catalogue, varié, comprend des pièces pour piano comme les Quatre Valses légères, Op. 22 (1921), des œuvres pour orchestre telles que les Quatre Danses, Op. 16, et des partitions destinées à la scène, parmi lesquelles Le Double voile (1908-1909), créé sur un texte de René Fauchois, le ballet Danses de Sylla (1912) ou l'opérette Cache-cache. Il laisse également une vingtaine de mélodies pour voix et piano, sur des textes de poètes comme Catulle Mendès, Léon Dierx et Edmond Haraucourt ; il composa une partie de cette musique vocale en collaboration avec son épouse Lucy, cantatrice réputée de l'époque.
En 1912, Vuillemin compte parmi les membres fondateurs de l'Association des compositeurs bretons, basée à Paris, qui œuvre à la promotion de la création musicale régionale. Parallèlement à son activité de compositeur, il mène une intense carrière de critique musical, écrivant pour de grandes publications de son temps : Comœdia, Musica, Le Courrier musical, Paris-Soir et La Lanterne. Il signe en outre trois ouvrages biographiques consacrés à des figures majeures de la musique française de son époque : Gabriel Fauré (1914), Louis Aubert, son œuvre (1921) et Albert Roussel (1924).
Mobilisé pendant la Première Guerre mondiale, Vuillemin est gravement blessé lors d'une attaque au gaz, dont les séquelles auraient contribué à abréger son existence. Il meurt à Paris le 2 avril 1929, à l'âge de quarante-neuf ans, laissant l'image d'un musicien régionaliste sensible et d'un critique respecté, dont l'œuvre demeure indissociable de l'imaginaire sonore de la Bretagne.
