Nació el 3 de noviembre de 1922 en Barcelona, España, de padres mexicanos. Sus formación académica en la literatura la inició en México, cursó los estudios profesionales en la Facultad de Filosofía y Letras de la UNAM. Sus estudios de posgrado los realizó en la Universidad de la Sorbona, en París, y en la Universidad de Ludwiguniversität de Munich, en la extinta República Federal Alemana. 

En 1948 comenzó su labor como docente en la Facultad de Filosofía y Letras en la UNAM , con mención Magna cum Laude, y el de doctor en filosofía en 1963 con mención Summa cum Laude por la misma universidad. Antes de que Villoro se iniciara como profesor, perteneció a un grupo filosófico conocido como Hiperión, que se originó a mediados del siglo pasado y que se interesó por crear una nueva filosofía mexicana.

Además de su trabajo como escritor, ocupó una serie de cargos y puestos administrativos en la UNAM, en la Universidad Autónoma Metropolitana y en la Escuela Normal de Maestros.  En la máxima casa de estudios, ocupó el puesto de Secretario de la Rectoría de la UNAM, entre 1961 y 1962.