Formé au Conservatoire national supérieur d'art dramatique de Paris, Cyril Gueï peaufine son jeu sur les planches. Aperçu dans Brice de Nice, le jeune homme entretient une relation obsessionnelle avec Dominique Blanc dans L'autre et part, accompagné de Jalil Lespert, à la recherche de sa petite amie restée au Rwanda dans Lignes de front. Ces deux prestations lui valent d'être pré-nominé pour le César du meilleur espoir masculin en 2010 et en 2011. 

Attiré par la mise en scène, l'artiste endosse en 2012 la casquette de réalisateur pour tourner deux courts-métrages, Reste avec moi et Demain est un autre jour, dans lesquels son ami Roda Fawaz tient les rôles principaux. Trois ans plus tard, il entame la réalisation de son premier long-métrage, Détour aux Sources, toujours en collaboration avec Roda Fawaz, sur le voyage initiatique d'un homme dans son pays d'origine, le Liban. 

Rescapé d'un crash d'avion dans les montagnes cambodgiennes, Cyril Gueï joue, dans Gibier d'élevage, un pilote qui tente de se faire comprendre auprès des enfants qui le retiennent prisonnier et lui font subir les pires tortures. Dans un registre différent, il incarne l'ami gay de Marilou Berry dans la comédie Joséphine et sa suite Joséphine s'arrondit. Après avoir montré le bout de son nez dans Hero Corp et pris part au Family Show, l'acteur embarque en Corse, avec ses amis d'enfance (Lannick Gautry, Medi Sadoun et Thomas VDB), pour un séjour improbable aux allures de course-poursuite dans Les Francis. Il y croise une certaine Alice David. 

Toujours dans la comédie, Cyril Gueï se fait remarquer dans les séries d'OCS Templeton et Lazy Company, avant de se glisser dans la peau de Chico, le compagnon de Sylvie Testud, la maman d'Héloïse Martin dans les deux volets de Tamara. Les téléspectateurs de France 2 le découvrent dans la peau de Timothée Glissant, le médecin légiste des Petits Meurtres d'Agatha Christie, durant les épisodes portés par Samuel Labarthe et Blandine Bellavoir entre 2016 et 2020. 

En janvier 2018, TF1 diffuse la série Les innocents, avec Odile Vuillemin et Tomer Sisley, dans laquelle il interprète, aux côtés de Barbara Cabrita, un policier du SRPJ de Perpignan. Comédienne qu'il retrouve l'année suivante dans le téléfilm de France 3 L'héritage. Epoux de Marie Denarnaud en septembre 2021 dans L'absente de France 2, Cyril Gueï est, dans le même temps, le mari trompé d'Alice David dans la série de TF1 Mensonges. Dans la foulée, de retour au sein de la police, il enquête sur l'affaire criminelle impliquant la fille de Julie Gayet dans Une mère parfaite. 

Pascal Muscarnera