Affärsmannen och miljardären Piñera fick 37 procent av rösterna och Guillier 23 procent, tätt följd av vänsterkandidaten Beatriz Sánchez.
Ingen av kandidaterna i presidentvalet i Chile nådde alltså upp till 50 procent och en andra valomgång kommer att hållas den 17 december, meddelar valmyndigheten.
Guillier: ”Vi är fler”
Piñeras resultat var sämre än vad opinionsundersökningarna inför valet pekat på. Den andra valomgången kan därför bli mer spännande än väntat, särskilt om Guillier lyckas få med sig Sánchez och övriga vänsterkandidaters väljare.
– Vi är fler, och därför kommer vi att vinna i december, sade Guillier inför jublande anhängare.
Bachelet kan inte kandidera
Piñera ledde landet 2010 till 2014, och påminner väljarna om hur det såg ut då.
– Det här resultatet är väldigt likt hur det såg ut 2009. Och som ni minns så vann vi den gången, sade han.
President Michelle Bachelet kunde inte kandidera i år på grund av regler för hur länge en president kan ha makten. Hennes mittenkoalition stöttade Guillier inför den första valomgången.