Im Jahre 1778 trat Villeneuve in die französische Marine ein. Er nahm am Krieg Frankreichs auf Seiten Nordamerikas gegen Großbritannien von 1778 bis 1783 teil. De Villeneuve diente in der Flotte de Grasse'. Während der Revolution wurde er als Aristokrat aus der Kriegsmarine ausgestoßen. Nach dem Sturz Robespierres erfolgte seine Wiedereinstellung. Er war Stabschef des Mittelmeergeschwaders unter Admiral Martin. Im Jahr 1796 stieg er zum Konteradmiral auf und nahm unter Admiral Brueys an der ägyptischen Expedition teil. Am 1. August 1798 befehligte er einen Teil der französischen Flotte in der Seeschlacht bei Abukir gegen die britische Flotte unter Horatio Nelson vor Ägypten. Nur durch Flucht gelang es ihm, das von ihm kommandierte Schiff vor der Zerstörung durch die Briten zu bewahren.