Estimant que le statut de danseuse étoile à l'Opéra de Paris ne lui donne pas suffisamment l'occasion de « danser », et que le registre des interprétations est trop étroit, elle demande à Rudolf Noureev de lui accorder le statut de « danseuse étoile invitée ». Noureev refuse d'accéder à sa demande. Elle quitte alors l'Opéra, en 1989, pour se consacrer à une carrière internationale. Le départ de Sylvie Guillem de l'Opéra de Paris en 1989 fait scandale en France15 . L'affaire est même traitée à l'Assemblée nationale et Jack Lang, ministre de la Culture de l'époque, est interpellé par des députés sur cette question.

Sylvie Guillem entre au Royal Ballet de Londres le 14 avril 1989, en tant qu'étoile invitée permanente. Sa réputation est comparable à celle de Rudolf Noureev. Mal comprise par certains, Sylvie Guillem est considérée comme capricieuse, refusant de manger à la cantine de la compagnie ou encore n'accordant l'exclusivité de ses photos ou interviews qu'à un certain nombre de journalistes ou de photographes.

Le directeur du Royal Ballet Anthony Dowell, un peu frustré lors de sa rencontre avec Sylvie Guillem, lui attribue le surnom de « Mademoiselle Non ».

Lorsque ce sujet est abordé dans une interview, Sylvie Guillem explique que les danseurs ont tendance à être trop obéissants, parce qu'ils sont forgés tôt à une grande discipline du corps. Sûre d'elle, elle dit « non » très jeune à des attitudes qu'elle juge ampoulées. On l'a qualifiée aussitôt de danseuse capricieuse, froide, incapable d'interpréter, alors qu'elle était tout à fait l'inverse.

Anthony Dowell dit rétrospectivement :

« Avec Sylvie, il n'y avait aucune limite. »

Sylvie Guillem a une vision artistique sans compromis et respecte beaucoup Anthony Dowell. Elle dit qu'il est l'une des trois personnes avec lesquelles elle peut parler de danse.

Sylvie Guillem collabore ensuite avec les chorégraphes William Forsythe dont elle apprécie la modernité et la vitesse de travail, Maurice Béjart, Mats Ek puis Russell Maliphant qui apportent une nouvelle direction à sa carrière. Béjart lui permet de développer sa sensibilité envers la danse moderne. En 2001, il dit qu'elle est une "extraterrestre". Ek et Maliphant25 créent pour elle des solos et des duos permettant à ses capacités techniques hors du commun de s'exprimer dans le champ de la danse contemporaine. Elle est notamment connue pour son fameux "six o'clock" (pied à l'oreille) et ses jambes extraordinairement mobiles qui balaient l'espace malgré leur extrême longueur.

En 2006, elle rejoint le Sadler's Wells Theatre à Londres. Sylvie Guillem collabore et danse avec Akram Khan dans Sacred Monsters que le chorégraphe britannique écrit à sa demande. En février 2009, elle présente Eonnagata, une création avec Robert Lepage et Russell Maliphant.

De 2010 à 2013, Sylvie Guillem interprète 6 000 Miles Away au Sadler's Wells Theatre, un spectacle créé pour elle par Mats Ek et William Forsythe avec Nicolas Le Riche pour partenaire.