Como futbolista se formó en la cantera del F. C. Barcelona y su carrera se prolongó desde 1988 hasta 2002, llegando a jugar tres temporadas en la Primera División de España con el Celta de Vigo, entre 1992 y 1995.
En su primera temporada con el filial azulgrana (1988-89) coincidió con otros ilustres jugadores del club como el "Chapi" Ferrer, Carles Busquets, Guillermo Amor, Sergi López o Sebastián Herrera.
Inició su etapa como entrenador dirigiendo al Cadete B del F. C. Barcelona de la temporada 2001/02,[13] equipo que contaba con Lionel Messi, Gerard Piqué y Cesc Fàbregas.
[18] Llegó al Fútbol Club Barcelona en verano de 2007 para la dirección técnica del F. C. Barcelona "B" como ayudante de Pep Guardiola, al que conoció cuando ambos jugaban en las categorías inferiores del club.
[20] Durante toda su etapa en el primer equipo como ayudante fue mucho más que un segundo entrenador, sus intervenciones tácticas durante los partidos eran frecuentemente mostradas por las cámaras, lo que le ha valido el ser considerado el genio en la sombra de aquel equipo.
[33] Tito fue el quinto de los 7 técnicos barcelonistas que debutaron ganando la Liga, después de Pep Guardiola, Louis van Gaal, Terry Venables, Josep Samitier y antes que Luis Enrique y Ernesto Valverde.
[4] Su sustituto hasta que volviera Tito fue el Tata Martino, pero finalmente Vilanova falleció y su sucesor dejó el club en mayo de 2014.