Der 1972 in Mexiko-Stadt geborene Tenor ließ sich 1990 vom Bariton Arturo Nieto für den Operngesang begeistern.
Villazón studierte anschließend am Konservatorium seiner Heimatstadt bei Enrique Jaso und gewann zwei nationale Gesangswettbewerbe. 1998 nahm er an Meisterkursen der San Francisco Opera u.a. bei Joan Sutherland teil.
Den Start seiner internationalen Karriere markierte sein Europadebüt in Genf 1999 als Des Grieux in Massenets „Manon“.
2005 wurde Villazón bei den Salzburger Festspielen als Alfredo Germont an der Seite von Anna Netrebko in Giuseppe Verdis La Traviata gefeiert. Nach einer Operation an den Stimmbändern 2009 kehrte er 2010 auf die Opern- und Konzertbühne zurück.