Cédric Villani urodził się w 1973 r. w Brive-la-Gaillarde. Po ukończeniu szkoły średniej w Tulonie i Paryżu, w latach 1992-1996 studiował matematykę w École normale supérieure w Paryżu. Przez kolejne cztery lata pracował w tej instytucji jako profesor nadzwyczajny.
W 1998 r. obronił pracę magisterską na temat matematycznej teorii równania Boltzmanna. Jego praca była inspirowana przez kierownika pracy Pierre’a-Louisa Lionsa, ale także przez Yanna Breniera, Erica Carlena i Michela Ledoux.
W latach 2000-2010 był nauczycielem-badaczem w École normale supérieure w Lyonie, a obecnie pracuje na Université de Lyon. Jest również profesorem wizytującym w Atlancie, Berkeley i Princeton.
Od 2009 roku jest dyrektorem Instytutu Henri Poincaré w Paryżu. Ten narodowy instytut ma 80 lat i zajmuje się przyjmowaniem wizytujących naukowców. Odgrywa on kluczową rolę w sercu francuskiej matematyki.
Jego praca przyniosła mu kilka krajowych i międzynarodowych nagród, w tym Medal Fieldsa, przyznany przez prezydenta Indii podczas Międzynarodowego Kongresu Matematyków w Hajdarabadzie w 2010 roku. Od tego czasu jest kluczowym rzecznikiem i ambasadorem francuskiej społeczności matematycznej w mediach i polityce.
