Канадский гонщик напоминал ему великого Тацио Нуволари, выступавшего в 1930-х годах в составе «Скудерии Феррари», которая в то время соревновалась на автомобилях Alfa Romeo. 

Он был невысоким, быстрым, храбрым и страстно увлеченным гонками, точь-в-точь как Нуволари. Его товарищ по команде Ferrari Джоди Шектер, чемпион мира 1979 года, считал Вильнева самым быстрым гонщиком в истории автоспорта. О нем часто говорят как о величайшем герое Ferrari в «Формуле-1».

Карьера Вильнева в «Формуле-1» была сравнительно недолгой, как и его жизнь. Он присоединился к «Скудерии» как новобранец в конце сезона 1977 года и вскоре стал самым перспективным молодым гонщиком поколения. Сезон 1979 года с небольшим отрывом выиграл Шектер, хотя Вильнев зачастую показывал более высокую скорость. Он принес Ferrari шесть побед на этапах гран-при, а его величайшей победной гонкой стал, пожалуй, последний триумф на Гран-при Испании 1981 года.

В том году Ferrari представила 126C — свой первый болид «Формулы-1», оснащенный двигателем V6 с турбонаддувом. Он был известен своей невероятной мощностью и скоростью прямолинейного движения, но в то же время сложность управления этим автомобилем пользовалась дурной славой. Турбояма была проблемой для всех ранних гоночных болидов, оснащенных двигателем с турбонаддувом, а 126C не хватало плавности управления, которой отличались его соперники. 

Первая победа автомобиля в Монако стала неожиданностью. Трасса, где управляемость была невероятно важна, казалась неподходящей для новой машины. Несмотря на то что победа продемонстрировала перспективность нового мощного двигателя Ferrari с турбонаддувом, она была скорее свидетельством невероятного мастерства вождения Вильнева. 

Никто не ожидал, что он одержит победу и в следующей гонке — Гран-при Испании на узкой гоночной трассе Харама к северу от Мадрида. Британские автомобили Williams, McLaren, Lotus и Brabham отличались более плавной управляемостью и более эффективным сцеплением с дорогой. 

Квалификация подтвердила прогнозы экспертов. Вильнев был седьмым на стартовой решетке, а его новый товарищ по команде француз Дидье Пирони находился на далекой 13-й позиции. В изнуряюще жаркий день на глазах короля Испании Вильнев поднялся с исходной позиции на третью. К 14-му кругу гонки, состоявшей из 80 кругов, он героически опережал соперников. Несмотря на вышедшие из строя шины, турбояму и плохую управляемость Вильнев упорно защищал свое положение. Водитель, известный своей экспансивностью и скоростью вождения, теперь продемонстрировал обратную сторону своих навыков: ум, несгибаемость духа и сосредоточенность. 

Он неоднократно прибегал к своим знаменитым навыкам позднего торможения. Вильнев использовал мощность двигателя Ferrari с турбонаддувом, чтобы увеличить свое преимущество на главной прямой, прежде чем его снова настигали соперники на участке с поворотами, который составлял большую часть трассы. Это была блестяще спланированная тактическая победа. Водители позади него менялись местами, нападая на маленького канадца. 

Он пересек финишную черту во главе вереницы машин, преследовавшей его на протяжении большей части гонки. По итогам одной из самых ожесточенных схваток в истории «Формулы-1» первая пятерка автомобилей финишировала в пределах 1,24 секунды. Вильнев выигрывал гонки, демонстрируя значительное превосходство и, безусловно, большее мастерство. Однако большинство экспертов считает эту победу в Гран-при Испании самой великой.

Впоследствии болид 126C был усовершенствован и получил более надежный двигатель с турбонаддувом и значительно улучшенную управляемость, отчасти благодаря превосходной аэродинамике. Он принес Ferrari победу в Кубке конструкторов в 1982 и 1983 годах. 

К сожалению, Вильневу не пришлась по душе модификация машины. После вызвавшего большую полемику Гран-при Сан-Марино 1982 года, когда Вильнев занял второе место, уступив товарищу по команде Пирони, он погиб в последней квалификации Гран-при Бельгии. Всегда готовый ринуться в бой, он гнался за поул-позицией, отчаянно пытаясь ехать быстрее. Ему было всего 32. 

Сегодня автодром в Монреале, принимающий Гран-при Канады, носит имя Жиля Вильнева, а у входа на испытательный трек Ferrari во Фьорано установлен бронзовый бюст этого гонщика.  Его сын Жак, которому на момент смерти отца было 11 лет, выиграл Чемпионат мира 1997 года.