Fra 2007 har Viljugrein vært ansatt i Finanstilsynets seksjon for soliditetsregulering, først innenfor forsikring, og etter 2014 innenfor bank. Hun var fungerende nestleder i avdelingen for bank- og forsikringstilsyn fra 1. september 2014 og nestleder siden oktober 2016, til hun i februar 2018 ble utnevnt som avdelingsdirektør etter Emil R. Steffensen.