Fill de Ramon de Vilanova i Maria Lladró de Vidaure i net de Vidal de Vilanova. Educat a la cort, fou conseller, camarlenc i algutzir de Pere III de Catalunya-Aragó, i actuà com a missatger entre el seu avi, malalt, i el rei durant les qüestions de la Unió valenciana (1347). Prengué part en la batalla de Mislata (1348). Anà en ajut d’Alfons XI de Castella al setge de Gibraltar (1349), però, descontent, en tornà; Alfons es queixà d’ell i Pere III el feu empresonar, sense greus conseqüències. Anà amb el rei a Sardenya (1354-55). Durant la guerra de Castella aconseguí de trencar el bloqueig castellà de València, on anuncià l’arribada del rei (1363). Després fou veguer de Tarragona i tresorer reial (~1366). Entre altres béns, posseí els drets del lloc aragonès de Pinseque, comprats a la seva mare, la qual li donà també Benifaió (1350). Obtingué de l’arquebisbe de Saragossa el lloc de Betxí, en canvi del de Luesia (1368).
Revisà i modificà en alguns punts la Crònica de Pere el Cerimoniós. Seguint la tradició diplomàtica familiar, a més d’haver jurat la pau amb Navarra (1370), intervingué en el tractat de pau amb Gènova (1378). Anà a Grècia amb el vescomte de Rocabertí (1381), i en tornar aquest, hi romangué com a lloctinent seu (1382-86). El rei li encomanà la guarda de l’Acròpolis i la conservació d’Atenes (1383). Ramon defensà l’autoritat catalana sobre el ducat, però fou en va. El seu fill volia rellevar-lo i fer-lo tornar a Catalunya; això no obstant, el rei el feu esperar fins que Rocabertí fos de retorn a Grècia, la qual cosa el rei mateix no desitjava. Veient les dificultats de la resistència d’Atenes, Pere III feu que el vescomte deslliurés Ramon del jurament de fidelitat. Després substituí el vescomte per Bernat de Cornellà i manà a Ramon que lliurés a aquest la ciutat i l’Acròpolis i tornés a la cort. Ramon ho encomanà a Pere de Pau com a lloctinent de Cornellà (1386). Havent ja tornat, fou conseller i algutzir de Joan I, i després, del rei Martí. Fou enviat a Sicília (1391), i també, per la reina Maria, al comte d’Empúries (1396).