За сборную Чили Вильясека провёл 24 матча и забил 2 гола. В нескольких матчах он выводил национальную команду на поле с капитанской повязкой. Участвовал в Кубке Америки 2001 и отборочных матчах к чемпионату мира 2002, однако затем перестал вызваться в сборную из-за частых смен тренерского штаба национальной команды. На Кубке Америки Вильясека провёл 4 матча, с Эквадором все 90 минут (победа Чили 4:1), с Венесуэлой все 90 минут (победа Чили 1:0), Колумбией все 90 минут (поражение Чили 0:2) и четвертьфинал с Мексикой, где Вильясека был удалён (поражение Чили 0:2). В квалификации к чемпионату мира 6 матчей, с Уругваем все 90 минут (поражение Чили 1:2), с Бразилией, заменён из-за травмы на 13-й минуте (победа Чили 3:0), с Парагваем все 90 минут (поражение Чили 0:1), с Боливией все 90 минут (ничья 2:2), с Бразилией все 90 минут (поражение Чили 0:2) и с Колумбией все 90 минут (поражение Чили 1:3).