İspanyol teknik adam, Guardiola'nın takımdan ayrılıp teknik direktörlüğe ara verdiği 2012-2013 sezonunun başında takımı devraldı.

Vilanova'nın takımın başında olduğu sezonda oynadığı ilk 19 maçtan 18'ini kazanan Katalan devi böylece tarihinin en başarılı sezon başlangıcını da yapmış oldu.
Ancak daha önce tedavi gördüğü gırtlak kanseri nükseden teknik adam, Aralık 2012'de yerini geçici olarak asistani Jordi Roura'ya bırakarak ABD'de tedavi görmeye gitmişti. Ameliyat ve radyoterapinin ardından 10 hafta kaldığı ABD'den dönen Vilanova, Mart 2013'te yeniden başına geçtiği Barcelona'yla şampiyonluğa ulaştı.

Tedavisine odaklanmak amacıyla teknik direktörlük görevinden ayrılan Vilanova'nın yerine Arjantinli Gerardo Martino getirildi.

TİTO VİLANOVA'NIN FUTBOLCULUK KARİYERİ
Vilanova, futbol kariyerine Barcelona'nın altyapısında başlamıştır. 1988'de Barcelona'nın B takımında profesyonel futbola başlamış ve 2 yıl bu takımda forma giymiştir. Daha sonra, doğduğu bölgenin takımı olan Figueres, Celta Vigo, Badajoz, Mallorca, Lleida, Elche ve Gramenet takımlarında forma giymiştir. 2002'de Gramenet'te futbolu bırakmıştır.

TİTO VİLANOVA'NIN TEKNİK DİREKTÖRLÜK KARİYERİ

Vilanova, Terrassa'da yönetici olarak çalıştıktan sonra Barcelona B'de yardımcı teknik direktörlüğe başlamıştır. 2008'de Josep Guardiola, Barça'nın teknik direktörü olunca Vilanova, Barcelona'da yardımcı teknik direktör olarak göreve başlamıştır. 19 Temmuz 2013 günü Barcelona Başkanı Sandro Rosell ve Sportif Direktör Andoni Zubizarreta, Vilanova ile yolların ayrıldığını resmen duyurdu. Toplantıda konuşan Başkan Rosell, "Yapılan kontrolleri sonucunda Vilanova'nın göreve devam edemeyeceği anlaşıldı. Hastalığının tekrar ilerlemesinden ötürü görevi bıraktı. Yeni hocamızı önümüzdeki hafta başında Zubizarreta açıklayacak. Bugün buraya gelen tüm çalışanlar ve oyunculara da teşekkür ederim. Bizim bir aile olduğumuzu gösterdiler. Yaşamış olduğumuz olay çok zor bir durum ama üstesinden geleceğiz. Hizmetlerinden dolayı kendisine teşekkür ederiz. Onu ileride tekrar aramızda görmek istiyoruz" şeklinde konuştu.

2012'de Guardiola istifa etmiş ve Vilanova, Barcelona'nın teknik direktörü olmuştur.Yakalandığı rahatsızlık sebebiyle Temmuz 2013'te görevinden istifa etmiştir. 2012-2013 sezonunda Barcelona'yı İspanya La Liga şampiyonu yapmıştır.