Nacque a Napoli nel 1826, compì studi di lingua e di storia letteraria alla scuola di Francesco De Sanctis e ben presto fu orientato verso posizioni antiborboniche e unitarie. Partecipante attivo alla rivoluzione napoletana del ‘48, fu costretto all’esilio e, da allora, visse a Firenze, dove intraprese laboriose ricerche storiche negli archivi. Ne nacquero le sue principali opere storiche: i due volumi de "La storia di Girolamo Savonarola e de’ suoi tempi" (1859-61) e i tre volumi su "Niccolò Machiavelli e i suoi tempi" (1877-82).

All’attività di ricerca Villari affiancò sempre quella didattica: fu, dal 1859 al 1865, insegnante di storia nell’Università di Pisa e, dal 1865 al 1813, docente di storia moderna e poi di propedeutica storica nell’Istituto di Studi superiori pratici e di perfezionamento di Firenze. Proprio da un ciclo di lezioni tenute all’Istituto ebbero origine i due volumi "I primi due secoli della storia di Firenze", destinati ad esercitare un forte influsso sui successivi storici della società italiana nell’età comunale.

Villari guadagnò la sua celebrità con la sua opera di storico, di insegnante e di politico (fu due volte deputato e, dal 1884, senatore; dal febbraio 1891 al maggio 1892 ministro della pubblica istruzione); egli seppe assumere in gravi momenti della vita nazionale post-unitaria il ruolo di capo spirituale e formatore di coscienze: i suoi appelli alla rigenerazione morale e al rinnovamento degli ideali risorgimentali trovarono larga eco soprattutto presso la borghesia conservatrice e nazionalista, di cui lui era divenuto negli anni l’interprete. La forte aspirazione moralistica di Villari risulta evidente nella diagnosi che egli fece dei mali del Mezzogiorno con le "Lettere meridionali" (1878), l’opera a cui é maggiormente legata la sua fama.