Es reconocida principalmente por su actuación en la película ganadora del Óscar a la mejor película extranjera, El secreto de sus ojos.

[2]​Es hija de Hugo Sergio Villamil, médico, y Laura Falcoff, periodista.

Tiene dos hermanos, Camila y Nicolás.

Como actriz se ha destacado en cine, teatro y televisión, por lo cual ha ganado en 2000 el Premio Cóndor de Plata a la mejor actriz por su trabajo en la película El mismo amor, la misma lluvia, de Juan José Campanella, y nuevamente en 2010 por su papel en la película ganadora del Óscar a mejor película extranjera, El secreto de sus ojos, del mismo director.

[3]​ Como cantante ha lanzado cuatro discos hasta el momento, abordando temas de tango y folklore argentino.