Tito Vilanova związany był z Josepem Guardiolą już od czasu pracy obecnego trenera Bayernu Monachium w drugim zespole "Dumy Katalonii". Gdy w 2008 "Mistera" mianowano trenerem pierwszej drużyny, ten zabrał ze sobą swojego współpracownika i cztery lata później mianował go swoim następcą.
>>> Mecz Lechia - Barcelona odwołany! Tito Vilanova opuszcza klub!
W czasie pracy obu panów w stolicy Katalonii, Barcelona święciła wiele sukcesów. "Blaugrana" trzykrotnie zdobywała mistrzostwo Hiszpanii, dwukrotnie krajowy puchar i tyle samo razy zwyciężała w elitarnej Lidze Mistrzów.
W sezonie 2012/2013 Tito Vilanova rozpoczął pracę jako trener pierwszego zespołu. W ciągu minionego sezonu Barcelona pod jego wodzą sięgnęła po zwycięstwo w hiszpańskiej La Liga, doszła do półfinału Copa del Rey oraz Ligi Mistrzów.
Z dniem 19 lipca 2013 roku Tito Vilanova przestał być szkoleniowcem "Dumy Katalonii".