Villanueva var en av Latinamerikas främsta företrädare för modernismen. Han grundade 1944 arkitekturfakulteten vid universitetet i Caracas. I byggnaderna för universitetet samarbetade han med konstnärer som Calder, Arp, Léger och Vasarely och skapade en skulptural, dynamisk betongarkitektur, kanske mest uttrycksfull i stadion (1950–52) och det stora auditoriet Aula Magna (1952–53).