Villarreal vant en olympisk bronsemedalje i boksing under OL 1936 i Berlin. Han kom på tredjeplass i mellomvekt, opp til 72,6 kg. Villarreal vant de to første kampene, men tapte i semifinalen til Jean Despeaux fra Frankrike, som siden vant finalen mot Henry Tiller fra Norge. Villarreal beseiret Henryk Chmielewski fra Polen i bronsefinalen. Det var 19 boksere fra 19 nasjoner som stilte i den tredje tyngste vektklassen, som ble avviklet i perioden 11. til 15. august 1936.