Tại trận gặp Nga ở bán kết, Villa không ghi được bàn thắng nào và phải rời sân vì chấn thương ngay trong hiệp 1. Với chấn thương này, anh còn không thể tham gia trận chung kết Euro 2008 gặp đội tuyển Đức vào ngày 20 tháng 6. Trong trận chung kết, Tây Ban Nha đã giành thắng lợi 1-0 với bàn thắng của Fernando Torres để lần thứ hai đăng quang ngôi vô địch Euro. Cùng lúc đó, Lukas Podolski của Đức không ghi bàn trong trận chung kết nên David Villa cũng giành luôn danh hiệu Vua phá lưới Euro 2008 với 4 bàn thắng. Anh cùng với người đồng đội Fernando Torres có tên trong Đội hình tiêu biểu của giải đấu này.