早年生活
1981年12月3日，大衛·比利亞·桑切斯出生于西班牙阿斯圖裡亞斯大區蘭格雷奧市的圖伊利亞（Tuilla），那裡是西班牙的煤礦中心。當地人稱年輕人為“Guaje”（葫蘆），由此誕生了比利亞的綽号“葫蘆”。由于個子不高但身材卻比較敦實的緣故，這個綽号到了中國球迷的嘴裡，就成了更親切的“葫蘆娃”。
比利亞的父親梅爾就是當地的一位老煤礦工人，在年輕的時候，梅爾是一位業餘俱樂部的球員，但迫于生活壓力，不得不放棄足球，畢生在礦下工作，他每天都要爬到900米的最底層，挖掘煤礦，還險些因一場火災丢了性命。比利亞對礦井有着恐懼感，拒絕從事煤礦事業，比利亞小時候的理想是能成為一名在奧維多的銀行上班的會計。
1995年，4歲的比利亞在一次工地玩耍時摔斷了自己右腿，父母得知手術有可能導緻比利亞終生殘疾後，選擇保守療法。在比利亞治療的過程中，家人堅持每天向上帝禱告，比利亞也因此成為了一名天主教徒，他平時總是佩帶着一串科瓦東加聖女的念珠，比賽時則佩帶着念珠入場，然後哨響前再将念珠交給領隊保管。腿上打着石膏的比利亞沒有忘記踢球，據比利亞兒時好友比森特·迪亞斯的回憶，比利亞用打着石膏的右腿支撐，用左腳射門。
運動生涯
俱樂部生涯
11歲時，希洪競技足球俱樂部的球探在一場學校比賽上發現了比利亞，并說服了比利亞加入希洪競技，正式開始踢球。比利亞當時對足球非常狂熱，為了可以在回校前有多一點時間踢球，他經常在午餐時間從學校跑回家裡。
在比利亞職業生涯早期，他一直都是效力于阿斯圖裡亞斯大區的西乙球隊希洪競技，視該會的殿堂級球星奎尼為學習對象。2000年，19歲的比利亞進入希洪競技俱樂部B隊，一年後他晉升一線隊，效力希洪競技的三個賽季裡，比利亞80次出場打入38球。
2002-03賽季，比利亞在希洪創造了個人最高進球紀錄，當時希洪還在乙級聯賽，他打進了20球，獲得了“孤膽英雄”的稱号。
2003年夏天，他告别西乙賽場，加盟西甲中遊球隊薩拉戈薩。來到級别更高的西甲聯賽以後，他的進球率卻依舊保持極高水準。2003-04賽季是他在西班牙甲級聯賽中第一個賽季，他為薩拉戈薩打進17球。在薩拉戈薩時比利亞兩季内已平均每2.28場入一球，為薩拉戈薩留下一份92戰38球的數據。
2004年，比利亞協助薩拉戈薩殺入西班牙杯決賽。決賽面對擁有齊達内、菲戈、貝克漢姆、卡洛斯等球星的皇家馬德裡，比利亞在下半場的初段被古蒂侵犯，博得點球，他親自操刀，為球隊反超皇家馬德裡，最後以3：2成功奪冠而回。
2004年西班牙超級杯決賽，薩拉戈薩對瓦倫西亞。首回合在主場0：1落敗，次回合作客梅斯塔利亞球場，大衛·比利亞在比賽中交出一個助攻，球傳給了加萊蒂突破越位陷阱射入，最終以總比分3：2擊敗瓦倫西亞捧杯而回。大衛·比利亞也參與生涯第一次的歐洲賽。
2005年夏天，比利亞以1200萬歐元的轉會費加盟瓦倫西亞。在加盟瓦倫西亞的首個賽季，他便在37場聯賽中攻入25球，僅以1球之差落後于巴薩的埃托奧，無緣本土最佳射手。在受到傷病困擾的情況下仍然和搭檔莫倫特斯在冠軍杯和聯賽中總共打入40多粒進球，幾乎占全隊進球的一半。2005年9月21日，瓦倫西亞客場挑戰巴塞羅那，上半時0：1落後，下半場第7分鐘比利亞點球扳平。1分鐘後，巴薩的巴爾德斯後場得球後掄起一腳，比利亞趕到對手面前，躍起并習慣性地側身一擋，球砸中比利亞的臀部，直飛巴薩大門，最終瓦倫西亞2：1戰勝巴薩。
從2005年開始，西班牙國家隊的大門向他正式敞開。之後比利亞受到不少大俱樂部斟介，包括英超曼聯、切爾西及西甲皇家馬德裡、以至意大利的尤文圖斯、國際米蘭。而有報道指2006年夏天切爾西已出價三千萬英鎊洽購，但被瓦倫西亞拒絕。
2006年4月23日瓦倫西亞對畢爾巴鄂隊時，比利亞在第80分鐘到第85分鐘之内頭頂腳踢，連進3球，創造了在5分鐘之内連進3球的世界最快“帽子戲法”紀錄。
2006-07賽季，比利亞入球量遜于去季，但在助攻榜上位列第一。2007年4月1日，在3：2戰勝西班牙人一役中，比利亞不但幫助球隊率先破門，還分别助攻維辛迪和安古路得分，三個入球都與他有關。
2007年夏，英超切爾西和曼聯、西甲皇家馬德裡和巴塞羅那都表示了對比利亞有興趣。但比利亞拒絕了利物浦、切爾西及阿森納等多家英超豪門的好意，堅稱會繼續留效瓦倫西亞，比利亞表示瓦倫西亞讓他成名，所以他很愛瓦倫西亞俱樂部，想為這支球隊效力很長時間。
2008年8月，在皇馬與瓦倫西亞在班拿貝進行超級杯第二回合的比賽期間，皇馬總經理米賈托維奇給“蝙蝠軍團”送去了一份高達4500萬歐元的報價，以期能将西班牙本土第一射手比利亞挖到伯納烏球場。但就在8月28日淩晨（西班牙當地時間27日晚），瓦倫西亞官方宣布與隊内頭号球星比利亞成功續約，與雙方原工作合同相比，新的合同延長一年将在2014年到期。對于已經26歲的比利亞來說，到2014年履行完這份合同時年滿32歲。
2010年5月19日，西甲巴塞羅那俱樂部官方宣布，比利亞以4000萬歐元轉會巴塞羅那俱樂部。比利亞與巴塞羅那簽下4年合同，可選擇延長一年。5月21日，比利亞在巴薩主場諾坎普體育場亮相，與35000名球迷見面。
2010年8月22日淩晨西班牙超級杯第二回合，巴薩在諾坎普球場以4：0輕取塞維利亞，以兩回合總比分5：3逆轉奪冠。比利亞在第57分鐘替換佩德羅登場，完成了他在巴薩和諾坎普球場的雙料首秀。賽前巴薩俱樂部為比利亞的首秀做了精心準備，諾坎普球場看台第7區的每個座位上均備了一張紅色或藍色的紙闆，當這數千枚紙闆舉起時，由紅藍兩色組成的數字“7”極具震撼力，這也代表了俱樂部和球迷對比利亞的深情祝願。
2010年8月29日，比利亞在對陣桑坦德競技的比賽中登場，迎來巴薩西甲處子秀，第61分鐘，比利亞接阿爾維斯傳球，頭球破門，打進在巴薩的首球，助球隊3：0獲勝。11月20日，西甲第13輪，比利亞在首回合國家德比巴薩5：0橫掃皇馬的比賽中梅開二度。此後比利亞球風稍有改變，離開了中路的位置更多的出現在左翼，在假9号的位置襄助梅西，共同幫助巴薩夢三隊再創高峰。
2011年5月29日，比利亞随巴塞羅那參加在溫布利舉行的歐洲冠軍聯賽決賽，比利亞禁區外射入世界波鎖定勝局，幫助球隊3：1完勝曼聯，這也是他生涯的唯一一座歐冠冠軍。
加盟巴薩後，比利亞随隊拿下西甲冠軍，歐冠冠軍，西班牙超級杯冠軍，歐洲超級杯冠軍，世俱杯，成為了又一位球隊榮譽大滿貫球員。
2011-12賽季，由于季初低迷，被新加盟的法布雷加斯搶去首發位置。
2011年12月15日，在世俱杯半決賽中，巴塞羅那隊以4：0戰勝阿爾薩德隊。比利亞在比賽進行到第36分鐘時受傷。巴塞羅那官方确認，比利亞左腳胫骨骨折，比利亞也因而錯過2011-12賽季餘下比賽和2012年波蘭烏克蘭歐洲杯。
在瓜迪奧拉離任後，比利亞在2012-13賽季不受新教練重用，但在該賽季依然射入16球成為俱樂部第三射手。
2013年3月13日，在歐冠1/8決賽對陣AC米蘭的第二回合比賽中，首回合0：2輸球的巴塞羅那由梅西兩球扳平比分後，比利亞在下半場第55分鐘接應哈維傳球，外腳背搓射打入反超一球，随後阿爾巴再入一球，巴塞羅那4：2大逆轉，這也成為了他在巴塞羅那最後的高光時刻。
2013年7月8日，巴塞羅那官方宣布比利亞以510萬歐元的超低價轉會西甲勁旅馬德裡競技，稅後年薪510萬歐元。比利亞将身穿拉達梅爾·法爾考留下的9号球衣，添補法爾考留下的空缺，與叠戈·科斯塔組成床單軍團2013-14賽季的鋒線組合。8月22日西班牙超級杯。比利亞在卡爾德隆的首戰迎戰老東家巴塞羅那。第12分鐘，阿爾達·圖蘭進行快速反擊，在左路傳中，後插而上的比利亞淩空抽射打入他在馬德裡競技的首個進球。
2013-14賽季，比利亞在馬德裡競技一賽季總共打入13球。而馬德裡競技也相繼問鼎西甲冠軍和歐冠亞軍。而比利亞也用自己的實力成功入選了西班牙隊征戰2014年巴西世界杯的陣容。
在馬德裡競技度過了一個賽季後，2014年6月1日，33歲的比利亞與床單軍團解除合同。随後，他加盟了美國職業大聯盟新軍紐約FC。這支剛剛在5月25日由曼城老闆曼蘇爾酋長和紐約揚基俱樂部合作成立的俱樂部，而比利亞也将重新披上熟悉的7号戰袍，成為紐約FC史上的第一位球員。6月5日，澳超球隊墨爾本城足球俱樂部宣布比利亞将短期代表該隊參加2014年10月至12月的澳超聯賽。因為美國大聯盟的賽季是從3月-9月，在此期間比利亞為保持狀态将加盟澳超球隊墨爾本城---另一家曼蘇爾酋長旗下的球隊。他将在10月-12月期間短暫效力這家俱樂部，随後回到紐約備戰新賽季的大聯盟。
2018年12月1日，J聯賽的神戶勝利船足球俱樂部官方宣布，37歲的西班牙前鋒比利亞正式加盟。
國家隊生涯
進入西班牙國家隊後，比利亞加強了國家隊的鋒線實力。
2005年2月9日，世界杯預選賽，24歲的比利亞才第一次代表西班牙國家隊出場比賽，當時西班牙隊5：0大勝聖馬力諾國家隊。随後他又參加了3場世界杯預選賽。
2005年11月，他在與斯洛伐克的比賽中打進了國家隊的處子球，幫助西班牙隊1：1戰平對手。
2006年世界杯，比利亞的在他的第一場世界杯比賽就梅開二度，西班牙4：0輕取烏克蘭隊。比利亞與托雷斯、華金（或加西亞）組成的前場組合在以主力出場的前兩場比賽打入7球，可惜16強遭遇法國隊，遺憾的再一次被淘汰出局。比利亞的第一次世界杯之旅獲得3個進球，隻是可惜球隊沒能走到最後。
2008年6月10日，在奧地利因斯布魯克舉行的2008年歐錦賽D組首場比賽中，大衛·比利亞上演帽子戲法，幫助西班牙隊以4：1戰勝俄羅斯隊，同時也成為歐錦賽決賽階段曆史上第一個完成帽子戲法的西班牙球員，但在俄羅斯隊的半決賽中主罰任意球受傷，提前告别本屆杯賽。6月30日2時45分（奧地利當地時間29日20時45分），第13屆歐洲杯決賽在維也納恩斯特·哈佩爾球場打響，西班牙因托雷斯的進球1：0力克德國，時隔44年後再度問鼎歐洲杯，也成為1984年法國隊之後首支小組賽全勝的冠軍球隊。因傷缺席決賽的比利亞以4球成為1988年的範巴斯滕之後首位奪得最佳射手的冠軍隊員，并入選了歐洲杯官方最佳陣容。且被國際足聯授予“金靴獎”。
2008年11月21日，比利亞在對智利隊的比賽中罰入點球，2008年度在國家隊的進球上升到12個，這也使他成為西班牙國家隊曆史上單個年度進球最多的球員。整個2008年，比利亞代表西班牙參加了13場比賽，其中包括5場友誼賽和8場正式比賽，在這13場比賽裡他總共踢進12個球，幾乎每場比賽進球一個。在三月份同意大利隊和秘魯的友誼賽上，比利亞兩場比賽都有進球。在夏天的歐洲杯上，比利亞憑借對俄羅斯隊時完成的帽子戲法以及對瑞典隊中的進球，成為當屆比賽的最佳射手。之後，他在又對波黑隊、亞美尼亞和比利時隊的世界杯預選賽中打進5球，并在同智利隊的比賽中罰進點球，以2008年全年12個進球結束了在國家隊的2008年賽季。
比利亞在國家隊2008年全年打進12個球，這一成績也使他成為西班牙國家隊曆史上在一年裡進球最多的前鋒。此前這個紀錄的保持者是勞爾，他曾經在1999年裡踢進了10個球，排在他之後的是布特拉格諾（1996年/8個）、薩利納斯（1994年/8個）、托雷斯（2005年/8個）、庫巴拉（1957年/8個）。
在國家隊主教練博斯克看來，比利亞是全世界最好的得分手，博斯克說：“我們擁有的比利亞比巴西的卡卡和葡萄牙的C羅更優秀！”到2009年12月為止，比利亞共為西班牙隊出場54次打進36球，在西班牙國家隊曆史總射手榜上排名第二，僅次于打進44球的勞爾，勞爾用了101場比賽打入了44個進球，而比利亞的進球率顯然要比勞爾高得多。
2010年比利亞代表國家隊出征南非世界杯，七場比賽共進五球。
2010年6月16日，第19屆世界杯H組第一輪比賽在德班球場展開争奪，奪冠熱門西班牙0：1爆冷不敵瑞士，瑞士曆史上首勝西班牙。比利亞首發上場，在首場比賽中沒有獲得太多的機會，但也錯失了一個明顯的破門機會；在落後的時候，席爾瓦曾經給比利亞傳出過一粒好球，但球速有些慢。6月22日，第19屆世界杯H組第二輪一場比賽在約翰内斯堡的埃利斯公園球場展開争奪，西班牙2：0勝洪都拉斯，比利亞打中橫梁，随後梅開二度，但他錯失點球良機險些上演帽子戲法。
6月26日，第19屆世界杯H組末輪一場比賽在比勒陀利亞的洛夫托斯球場展開争奪，西班牙2：1取勝智利。比利亞先拔頭籌并助攻伊涅斯塔擴大比分，埃斯特拉達累計兩張黃牌被罰下，米拉爾為智利扳回一城。随着比利亞在本場比賽的進球，也改寫了西班牙國家隊的進球記錄同時也成為了西班牙隊的頭号得分王，他在左路發揮的很出色，并且助攻伊涅斯塔完成第二個進球，他是西班牙發揮最穩定的球員之一。
2010年6月30日，第19屆世界杯一場1/8決賽在開普敦的綠點球場展開争奪，西班牙1：0力克葡萄牙，比利亞絕殺建功，打進了比賽的唯一進球，再一次成為比賽的最佳球員，裡卡多·科斯塔終場前被罰下，西班牙晉級八強。
2010年7月4日，世界杯1/4決賽在約翰内斯堡埃利斯公園球場開始第4場較量，西班牙1：0淘汰巴拉圭，半決賽将遭遇德國。上半時，巴爾德斯進球被判無效。下半場，雙方在4分鐘内3次主罰點球，首先卡多索點球被卡西利亞斯撲出，随後阿隆索射進點球卻被判重罰，結果被比利亞爾撲出。此後比利亞打破僵局，以5球追平布特拉格諾1986年創造的西班牙球員單屆進球紀錄，距勞爾44球的西班牙國腳進球紀錄也隻差1球。
2010年7月8日，世界杯半決賽第2場在德班球場展開角逐，西班牙1：0力克德國，成為曆史上第12支打進決賽的球隊，也是1982年的西德之後首支殺進世界杯決賽的衛冕歐洲冠軍。隊長普約爾下半時攻入唯一進球。
2010年7月12日，2010年世界杯決賽在約翰内斯堡舉行。加時賽下半場開始前，随着比利亞被托雷斯換下，比利亞以5球登上世界杯射手榜第一的寶座。比利亞在兩屆世界杯中共進8球。
2011年3月26日清晨，在歐預賽第4輪小組賽裡，比利亞2個進球，直接将西班牙國家隊進球紀錄44球的紀錄提升至46球。
宣布退役
2019年11月13日，比利亞召開發布會，宣布自己将在賽季結束後正式退役。
2020年1月1日，神戶勝利船擊敗了鹿島鹿角，拿到了該賽季天皇杯冠軍，比利亞在傷停補時階段替補波多爾斯基登場。比賽結束後，比利亞正式宣布退役。
比利亞曾幫助西班牙獲得過2008年歐洲杯以及2010年世界杯的冠軍。俱樂部生涯中，他曾效力于瓦倫西亞、巴塞羅那、馬德裡競技等多支歐洲球隊。2014年他轉戰美國加盟紐約FC，四個賽季共為球隊出場126次，打進80球助攻19次。
獲獎記錄
團體獎項
2011-12賽季西班牙國王杯冠軍（巴塞羅那）（獲獎）
2010-11賽季歐洲冠軍聯賽冠軍（巴塞羅那）（獲獎）
2010-11賽季西甲聯賽冠軍（巴塞羅那）（獲獎）
西班牙超級杯冠軍（巴塞羅那）（獲獎）
歐洲超級杯冠軍（巴塞羅那）（獲獎）
世俱杯冠軍（巴塞羅那）（獲獎）
世界杯冠軍（獲獎）
西班牙超級杯冠軍（巴塞羅那）（獲獎）
歐洲杯冠軍（獲獎）
2007-08賽季西班牙國王杯冠軍（瓦倫西亞）（獲獎）
2003-04賽季西班牙國王杯冠軍（薩拉戈薩）（獲獎）
西班牙超級杯冠軍（薩拉戈薩）（獲獎）
個人獎項
UEFA年度最佳陣容（獲獎）
世界杯銀靴獎（獲獎）
世界杯銅球獎（獲獎）
世界杯最佳陣容（獲獎）
FIFA年度最佳陣容（獲獎）
聯合會杯銅靴獎（獲獎）
歐洲杯最佳陣容（獲獎）
歐洲杯金靴獎（獲獎）
場外生活
他和妻子帕特裡西亞是青梅竹馬，他們的相遇還要追溯到高中時期，當時妻子也是一名足球運動員，正是相同的愛好，兩人最終走到了一起。成名後的比利亞也非常低調，他不喜歡把自己足球以外的生活也暴露在聚光燈下。2003年，比利亞與和自己青梅竹馬的女友帕特裡希娅完婚。2005年12月，他們的女兒賈伊達降生，比利亞把愛女的名字印在了自己的球鞋上；2009年8月，他們的第二個孩子到來，這一次依然是一個女兒，比利亞的兩隻球鞋上從此印上了兩個不同的名字。2013年1月，他們的第三個孩子到來，這次是一個兒子，取名為盧卡。
社會活動
球場之外的比利亞非常熱衷于公益慈善事業。2008年聖誕節前他和他的隊友大衛-席爾瓦、巴拉哈、日基奇、馬杜羅一起去了瓦倫西亞當地的一家孤兒院，與孩子們共度聖誕節。此後他又與F1明星阿隆索、同行卡索拉、馬塔以及公路自行車運動員薩穆埃爾·桑切斯一起成了奧維多慈善基金會，用于幫助患病的兒童。
人物評價
比利亞屬于個子雖小卻很壯實的那類球員，既可以打邊鋒也可以打中鋒，左右腳技術均衡，門前冷靜，射術精湛，是典型的現代型前鋒，有速度，有技術，同時具有較強的突破能力。（騰訊體育評）
相比勞爾，比利亞的速度更快，沖擊力更強，門前把握機會的能力也不弱，在關鍵時刻更是為球隊奉獻了多粒精彩進球。比利亞射門方式多樣，左腳，右腳，頭球；遠射，搶點，補射，乃至是在中場的直接吊門都有得手，真的可以說是一位難得的天才射手。相比在國家隊的隊友托雷斯，比利亞雖然身體條件略微遜色，然而效率更高。（人民網、網易體育評）
比利亞是所有西甲球隊的噩夢。（西班牙《世界報》評）
