Desde hace unos 25 años desarrolla su actividad en hospitales públicos. Inició su formación como médico residente de Neurología en el Hospital Universitario de Bellvitge y posteriormente desde 1994 trabajó como neurólogo del Complejo Hospitalario y Universitario de Albacete.
Desde 2011 es facultativo del Servicio de Neurología del Hospital Universitario de Bellvitge con dedicación principal a pacientes con epilepsia y trastornos del sueño y a los estudios de EEG.
Desde hace unos años realiza actividad en el ámbito de la medicina privada, principalmente en el Hospital Cima de Barcelona hasta el pasado mes de julio de 2016, con atención sobre todo a pacientes con epilepsia, patología del sueño y neurología infantil.
Master Internacional en pedagogía médica por la Universidad de Castilla-La Mancha, en 2007 realizó una estancia en hospitales de Finlandia (North Karelia Central Hospital de Joensuu y Northern Ostrobothnia University Hospital de Oulu) y durante el periodo 2011-2012 realizó una estancia formativa en la unidad de trastornos del sueño en el servicio de Neurología del Hospital Clínic de Barcelona.
El dr. Villanueva ha ejercido cargos de responsabilidad hospitalaria, siendo Director Médico y posteriormente Subgerente del Complejo Hospitalario y Universitario de Albacete, Director adjunto al gerente en el Hospital Universitario de Bellvitge y Director del Hospital Arnau de Vilanova de LLeida.
En el apartado docente ha sido profesor asociado y responsable de Neurología en la Facultad de Medicina de Albacete y actualmente es profesor del Master de Biomedicina de la Universidad de Barcelona en la asignatura de "Patologias neurológicas y psiquiátricas" en su campus de Bellvitge.
Ha trabajado en diversos proyectos de investigación como integrante del grupo de "Patologías del sistema nervioso central" Complejo Hospitalario y Universitario de Albacete dedicado principalmente a la investigación básica en epilepsia.