Villa startet sin profesjonelle karriere hos Sporting Gijón i Segunda División i 2000. Han debuterte i den spanske toppligaen, La Liga, for Real Zaragoza i 2003. I 2005 ble han solgt til Valencia CF for 12 millioner euro. I sesongen 2005/06 scoret han 25 mål på 35 ligakamper, ett mål mindre enn toppscoreren, Samuel Eto'o i Barcelona. Han scoret 16 mål i sin andre sesong for Valencia, og i den tredje sesongen ble det 18 ligamål fra Villa.