Encontrei algumas instruções para lidar com isso em um blog. (URL disponível a pedido.)
Tudo se resume a isso:
You must run these commands after the virtual machine has been started.
You need to execute the following commands:
VBoxManage setextradata global GUI/MaxGuestResolution any
VBoxManage setextradata "Machine Name" "CustomVideoMode1" "Width x Height x Bpp"
VBoxManage controlvm "Machine Name" setvideomodehint Width Height Bpp
Eu fiz isso com uma configuração de 3840x2160x32 e consertei o problema. Agora, o driver de vídeo convidado me fornece uma longa lista de resoluções de tela acima de 1920x1080, até 6400x1200.
Parece que isso resolveu meu problema por enquanto.