Die Architektur in Villarreal ist eine Mischung aus religiösen Bauwerken, historischen Stadthäusern und moderner Infrastruktur. Besonders hervorzuheben ist das Real Santuario de San Pascual Baylón, ein Wallfahrtsort und eines der wichtigsten religiösen Gebäude der Region. Die Iglesia Arciprestal de San Jaime im barocken Stil ist ein weiteres architektonisches Highlight.
Im historischen Stadtzentrum befinden sich zahlreiche gut erhaltene Gebäude aus dem 18. und 19. Jahrhundert. Die Plaça Major, der zentrale Platz, ist ein beliebter Treffpunkt und Schauplatz vieler öffentlicher Veranstaltungen. Auch das Museo de la Ciudad Casa de Polo bietet interessante Einblicke in die Stadtgeschichte und beherbergt regelmäßig Wechselausstellungen.
Zu den Natursehenswürdigkeiten zählt der Parque de la Mayorazga, ein gepflegter Stadtpark mit Spielplätzen und Grünflächen. Ebenfalls attraktiv sind die Flussufer des Mijares mit Rad- und Wanderwegen sowie die umliegenden Naturlandschaften.