Erste internationale Erfahrungen sammelte Virginia Villalba im Jahr 2013, als sie bei den Jugendweltmeisterschaften in Donezk im 400-Meter-Hürdenlauf mit 61,06 s im Halbfinale ausschied und auch mit der ecuadorianischen Sprintstaffel (1000 Meter) mit 2:16,11 min den Finaleinzug verpasste. Anschließend belegte sie bei den Panamerikanischen Juniorenmeisterschaften in Medellín in 62,29 s den achten Platz im Hürdenlauf und wurde mit der 4-mal-400-Meter-Staffel disqualifiziert. Im Oktober wurde sie bei den Juniorensüdamerikameisterschaften in Resistencia in 65,33 s Fünfte und bei den Juegos Bolivarianos in Trujillo erreichte sie in 61,59 s Rang sechs. Im Jahr darauf schied sie bei den Juniorenweltmeisterschaften in Eugene mit 63,73 s in der ersten Runde aus. 2015 siegte sie dann in 61,13 s bei den Juniorensüdamerikameisterschaften in Cuenca im Hürdenlauf und belegte im 400-Meter-Lauf in 58,18 s Rang sechs. Zudem gewann sie mit der 4-mal-400-Meter-Staffel in 3:49,92 min die Silbermedaille. Im Jahr darauf gewann sie bei den U23-Südamerikameisterschaften in Lima in 61,58 s die Bronzemedaille im Hürdensprint hinter der Kolumbianerin Melissa González und Dandaduea da Silva aus Brasilien. Zudem gewann sie auch im Staffelbewerb in 3:51,55 min die Bronzemedaille hinter Kolumbien und Brasilien.