En 1916 comienza a trabajar con Horacio Azzarini, con quien realiza la decoración de la sala de actos del Ateneo de Montevideo, trabajo obtenido por concurso, la remodelación del liceo José Enrique Rodó, varias viviendas y obtienen el segundo premio en los Concursos para la Sede Central del Banco de la República Oriental del Uruguay y para el grupo escolar Felipe Sanguinetti.

No busca reconocer el arte de vanguardia, ni tampoco trabar relación con sus gestores; sin duda no está preparado espiritualmente para ello y tendría que transcurrir casi una década antes de que se plegara al movimiento moderno.

Luego visitó Italia y desde allí viaja a Grecia en donde reconoce también su admiración por la cultura helénica.

Esto quiere decir que la raza blanca ha de volver al Mediterráneo para seguir siendo.

Desde el punto de vista estilístico, se caracterizan por una clara influencia casi exclusiva del arte peninsular.

Flores del Banco de la República Oriental del Uruguay y en octubre obtiene el Primer Premio en el Concurso para el Edificio del Centro de Almaceneros Minoristas que comprende apartamentos, locales para oficinas y una sala de cine.

"La arquitectura digna de tal nombre no puede ser utilitaria ni ornamental.

Lo lírico es una función humana, al igual que el andar o respirar.

Por último, se reconoce un cuarto periodo en el cual Vilamajó se volcó a la corriente renovadora, de la que resultaron obras de gran calidad y personalidad.

Un grupo de arquitectos lo lleva a recorrer la ciudad y parecía que nada lo atraía, hasta que pasando frente a la Facultad de Ingeniería se detuvo para observarla muy detenidamente.

En 1946 se construye el Ventorrillo de la Buena Vista en Villa Serrana.

Allí se encuentra, como parte del grupo de diez arquitectos consultantes internacionales elegido por el coordinador del proyecto, el arquitecto estadounidense Wallace Harrison, dentro de los cuales se encontraba Le Corbusier y siendo el brasileño Oscar Niemeyer y Julio Vilamajó los únicos latinoamericanos del grupo.

Sin embargo, recién terminado el proyecto para la ONU, cuando el arquitecto Justino Serralta estaba trabajando en el estudio de Le Corbusier, este le expresó con relación a Vilamajó, su profesor en Uruguay: “Ah, gran arquitecto… me hizo la vida imposible con el asunto de las Naciones Unidas, precisamente porque es un gran arquitecto me hizo lo imposible para demostrar que no estaba bien lo que estaba haciendo”.

Para Vilamajó el ambiente de rivalidad que se generó en este trabajo en Nueva York fue sumamente nocivo, empeoró sus problemas de hipertensión y volvió a Uruguay ya enfermo cuando terminaron los trabajos del equipo consultor.

El Coordinador del Proyecto, Wallace Harrison reconoce el trabajo y los aportes de Vilamajó para este proyecto En una nota enviada a Vilamajó por el propio Harrison le escribe: “No puedo dejarlo ir de este país sin primero decirle cuánto aprecio personalmente el sacrificio que usted hizo a expensas de su salud, permaneciendo hasta completar los estudios de las Naciones Unidas.