Футбольный клуб «Вильярреал» основан 10 марта 1923 года. С 1946 года и по сегодняшний день основными цветами клуба являются желто-синие. Неофициальные названия клуба: «желтые», «желтая субмарина».
В 20-30-х годах клуб играл в региональной лиге. Тогда в испанском чемпионате было всего два дивизиона, а третьего дивизиона не существовало. В 1935 году «Вильярреал» получил шанс на повышение в классе, но проиграл стыковые матчи клубу «Картахена». В следующем, 1936-м, году клуб занял первое место в региональной лиге, но начавшаяся Гражданская война прервала все спортивные соревнования в стране.
В 2005 году «желтые» заняли третье место в примере – после испанских грандов «Барселоны» и мадридского «Реала», а нападающий клуба Диего Форлан с 25 голами за сезон завоевал «трофей Пичичи» как лучший бомбардир.
В том же году состоялся дебют «желтых» в Лиге чемпионов, куда они пробились через квалификационный раунд, одолев английский «Эвертон». В групповом турнире «Вильярреал» смог выйти из группы с первого места, обойдя такие клубы, как «Бенфика»,«Лилль» и «Манчестер Юнайтед». В итоге «желтые» дошли до полуфинала турнира, выбив из него последовательно шотландский «Рейнджерс» и итальянский «Интер». В полуфинале соперником «желтых» оказался лондонский «Арсенал», которому клуб уступил по сумме двух встреч со счетом 0:1. На данный момент это наивысшее достижение клуба в еврокубках.
В последние годы «Вильярреал» вошел в число признанных лидеров испанского футбола. В 2008 году команда заняла второе место в национальном чемпионате, что является наивысшим достижением клуба в истории.