Hijo del también pintor Joan Vila i Cinca (cofundador de la Academia de Bellas Artes de Sabadell en el año 1876) y padre del también pintor Joan Vila-Grau, Antoni Vila Arrufat se formó principalmente con su padre y en la escuela Llotja de Barcelona, para terminar sus estudios en la Real Academia de Bellas Artes de San Fernando en Madrid, gracias a una beca concedida por el ayuntamiento de Sabadell.