Nasce a Città del Messico nel 1972, e inizia a studiare a undici anni all'Accademia Espacios per le Arti dello Spettacolo. Nel 1990 è introdotto al mondo dell'opera dal suo futuro insegnante di canto, Arturo Nieto, e poco dopo entra nel Conservatorio Nazionale di Musica. Dopo aver vinto due premi nazionali in Messico, nel 1998 partecipa al prestigioso Merola Opera Program dell'opera di San Francisco, dove segue dei masterclass con Joan Sutherland e canta nel ruolo di Alfredo in La Traviata di Verdi. In seguito a questo è introdotto al Young Artists Program dell'Opera di Pittsburgh e si esibisce in I Capuleti e i Montecchi di Bellini e Lucia di Lammermoor di Donizetti. Nel 1999 Villazón vince il secondo premio al concorso Operalia di Plácido Domingo, dopodiché sfonda in Europa. Il suo debutto nel ruolo di Des Grieux (Manon) a Genova, viene seguito da esibizioni nel ruolo di Rodolfo in La Bohème all'Opéra de Lyon e a Roma. Nel 2000 fa il suo rinomatissimo debutto nel ruolo di Alfredo all'Opéra di Parigi. Da allora è ospite fisso nei più prestigiosi teatri del mondo.
La svolta a livello internazionale arriva con la nuova produzione de La Traviata di Verdi al Festival di Salisburgo nel 2005. Poi si esibisce con La Bohème a New York e Vienna, in Les Contes d'Hoffmann a Parigi, e Manon a Los Angeles, Berlino e Barcellona. Oggi Villazón gode di una fama globale come uno dei principali tenori lirici dei nostri tempi e viene elogiato nei centri musicali di tutto il mondo. Si esibisce spesso anche in recital di lieder e concerti da solista che sono largamente seguiti. Nel 2006 in occasione del campionato mondiale di calcio partecipa al concerto al Waldbühne di Berlino con Plácido Domingo e Anna Netrebko.
Nel marzo del 2008 esce il suo primo CD da solista Cielo e mar. Per il suo lavoro Rolando Villazón è stato onorato con diversi premi quali l'ECHO Classic e due nominations ai Grammy. Gli è stato da poco conferito dal Governo francese il titolo di Chevalier des Arts et des Lettres - uno dei premi più importanti per gli artisti in Francia. Nel 2008 Villazón riceve il prestigioso premio Victoires de la Musique come miglior cantante lirico dell'anno.