Cuando tenía 10 años entró en la Escolanía de Montserrat, donde inició estudios de piano, violín y canto, destacando como solista. Posteriormente también estudió en el Conservatorio de Barcelona y en el de Sabadell.

En 1989 se trasladó a Viena para estudiar en la Escuela Superior de Música de esta ciudad, con Leopold Hager. Cinco años más tarde, becado por diferentes instituciones españolas y austríacas, se licenció en dirección de orquesta y coro en la Universidad de Música de Viena.

Ha colaborado con la Revista Musical Catalana y la Österreichische Musik Zeitschrift, entre otras publicaciones especializadas en música y orquestación.

Fue director del Coro Príncipe de Asturias de Oviedo. Durante esta etapa, tuvo sus primeros contactos con la dirección de orquesta profesional, dirigiendo, entre otros, la Orquesta Sinfónica de Asturias, la Orquesta de la Universidad de Oviedo y la Youth Symphonic of Wales.

Durante su período en Viena, fue miembro del coro Arnold Schönberg, con el que participó en diferentes producciones y grabaciones para la Ópera de Viena con Claudio Abbado, y realizó numerosos conciertos y grabaciones con Nicolaus Harnoncourt y el Concentus Musicus. El atractivo de Viena le retuvo allí cinco años más, durante los cuales fue director de Mariahilf de Viena y dirigió otras formaciones austríacas como la Orquesta Tonkunst, la Vienna Waltzer Orchestra, la Ópera de Cámara de Viena, el Concentus Vocalis, Wiener Singakademie, Motetten Chor, etc., y actuó en las prestigiosas salas vienesas Musikverein, Konzert Haus, Theater Odeon y en el Festival Internacional de Krems.

En 1999, diez años después de vivir en estrecho contacto con el mundo musical vienés, Lluís Vila regresó a Cataluña, donde dirigió varias orquestas, coros y orfeones como la Orquesta Sinfónica del Vallés, la Orquesta Sinfónica de la Empordà, la Orquesta Barroca Catalana, el Coro Nacional de España, la Orquesta de la Radio Búlgara, la Orquesta de Cámara de Cervera, el Coro de la Comunidad de Madrid, el Coro Lieder Camera, el Orfeón Universitario de Valencia, etc.

Durante tres años fue director asistente del Coro del Gran Teatre del Liceu. Actualmente, es el director de la Coral Sant Jordi, del Coro Contrapunto Vocale y de la Orquesta Clásica de Castellbisbal, y profesor en la Escola Superior de Música de Catalunya.