W przeszłości Tito Vilanova nie zasłynął jako wielki piłkarz. Swoją przygodę z futbolem rozpoczynał w rezerwach Barcelony, po czym przeniósł sie do mało znanego UE Figueres. Przez następne lata bywał m.in. w Celcie Vigo czy Mallorce, jednak w żadnym z tych klubów nie odniósł sukcesu. Po zakończeniu kariery piłkarskiej, rozpoczął trenerską. W 2007 roku został asystentem Josepa Guardioli w rezerwach Barcelony.
Po roku pracy z drugim zespołem "Katalończyków" wraz z Pepem przeniósł się do pierwszej drużyny. Z Messim, Xavim i Puyolem pracował przez cztery lata, w ciągu których triumfował we wszystkich możliwych rozgrywkach. Nazwany przez Josepa Guardiolę "nieocenionym", służył głosem doradczym w każdej sprawie.
ZOBACZ: Co z tym Guardiolą? - komentarz po meczu Barcelona - Chelsea
Zasłynął poprzez nieprzyjemne starcie z Jose Mourinho. Podczas meczu Barcelony z Realem Madryt, palec portugalskiego szkoleniowca wyladował, bowiem w oku Vilanovy. Kilka miesięcy później wykryto u niego nowotwór ślinianki, który na szczęście udało się zoperować.
Decyzją prezesa Sandro Rosella od sezonu 2012/2013 Vilanowa będzie pierwszym trenerem FC Barcelony. Kandydaturę swojego asystenta rekomendował ponoć sam Josep Guardiola.