Die Wirtschaft von Villarreal basiert traditionell auf der Landwirtschaft, insbesondere dem Anbau und Export von Zitrusfrüchten. Seit dem 20. Jahrhundert hat sich die Stadt zu einem der wichtigsten Zentren der Keramikindustrie in Spanien entwickelt. Viele der hier ansässigen Unternehmen exportieren weltweit und tragen wesentlich zum regionalen Wohlstand bei.
Neben der Keramikindustrie sind auch Dienstleistungen, Handel und Logistik bedeutende Wirtschaftszweige. Der Fußballverein Villarreal CF ist nicht nur sportlich, sondern auch wirtschaftlich ein bedeutender Akteur, der Arbeitsplätze schafft und internationalen Tourismus anzieht.
Zudem gibt es eine Vielzahl kleiner und mittelständischer Unternehmen, Handwerksbetriebe sowie ein wachsendes Angebot an Gastronomie und Einzelhandel. Der Wochenmarkt und zahlreiche lokale Geschäfte fördern den Verkauf regionaler Produkte wie Olivenöl, Mandeln und handgemachte Keramikwaren.