Nasceu em 10 de setembro de 1883, em Teresópolis (RJ), filho de Thomé de Andrade Villela e Maria de Azevedo Villela. Ingressou em 1899 na Faculdade de Medicina do Rio de Janeiro, onde se formou em 1904, defendendo a tese de doutoramento "Contribuição ao estudo do escorbuto no Brasil". Entre 1904 e 1905 atuou como assistente do Laboratório Anatomopatológico do Hospício Nacional de Alienados, no Rio de Janeiro. A seguir, instalou um consultório médico na vila de Vargem Grande, atual Vargem Grande do Sul, no interior paulista, lá permanecendo por cerca de cinco anos. De 1909 a 1912 exerceu o posto de comissário de higiene da Prefeitura do Distrito Federal. Ainda em 1912, a convite de Oswaldo Cruz, foi trabalhar no IOC, integrando a Comissão de Profilaxia e Assistência Médica enviada à Lassance para iniciar os estudos clínicos sobre a doença de Chagas. Em 1915 foi designado para a filial do IOC em Belo Horizonte, onde fundou o posto antiofídico, fabricou as primeiras partidas de soro antiescorpiônico e criou ambulatórios para estudos de endemias rurais. No IOC desempenhou outras funções, como chefe da Seção de Medicamentos Oficiais (1918), assistente (1919), chefe de serviço (1923-1926 e 1932-1933), chefe de laboratório (1931) e responsável pela direção dos serviços do Hospital Oswaldo Cruz (1940). Em 1923, ao lado de Carlos Chagas, chefe da delegação do Brasil, Eduardo Rabelo, Eduardo Borges da Costa e Gustavo Riedel, participou das comemorações do centenário de Louis Pasteur na França, sendo de sua responsabilidade organizar a participação do IOC na Exposição de Higiene realizada em Estrasburgo. Nesse ano também representou o governo brasileiro no XXXIV Congresso e Exposição do Royal Sanitary Institute, na Inglaterra. Durante a gestão de Carlos Chagas no Departamento Nacional de Saúde Pública, de 1920 a 1926, auxiliou o pesquisador na criação da Escola de Enfermagem Anna Nery e do Hospital São Francisco de Assis, do qual foi seu primeiro diretor. Além das pesquisas sobre as formas cardíacas da doença de Chagas, dedicou-se ao ensino médico, atuando na Faculdade de Medicina de Minas Gerais como professor de patologia e na Faculdade de Medicina da Universidade do Rio de Janeiro como chefe de Clínica e professor assistente junto à cadeira de medicina tropical, tendo sido o substituto interino de Carlos Chagas após a sua morte em 1934. Foi agraciado com a Ordem do Mérito Médico em 1957, no grau de grande oficial. Morreu em 8 de março de 1962, no Rio de Janeiro.