Vilanova chính thức bị phát hiện ung thư tuyến nước bọt vào ngày 22/11/2011, ngay trước trận làm khách tại Milan ở Champions League. Khi đó, ông vẫn đang là trợ lý của HLV Pep Guardiola. Tito phải nhập viện và ngay lập tức được phẫu thuật.

Cuộc phẫu thuật đầu tiên thành công và quá trình hồi phục của Vilanova sau đó diễn ra khá nhanh. Vị chiến lược gia 44 tuổi này còn được khẳng định đã lấy lại sức khỏe bình thường và sẽ không gặp khó khăn gì trong công việc sau này.

Vì vậy, Barca đã bổ nhiệm ông thay thế cho Guardiola ở mùa 2012/13. Tuy nhiên, căn bệnh ung thư của Vilanova nghiêm trọng hơn dự kiến. Khối u phát triển lại chỉ sau vài tháng ông cầm quân tại Nou Camp. Ông được phẫu thuật lần thứ 2, phải sang Mỹ điều trị hơn 2 tháng và bỏ dở công việc dẫn dắt Barca.

Mọi chuyện tưởng như bình thường trở lại với Tito, khi ông vẫn tiếp tục công việc vào cuối mùa trước và vẫn lên kế hoạch cầm quân tại Nou Camp ở mùa năm nay.

Tuy nhiên, có lẽ, Vilanova quá chủ quan với sức khỏe của mình, cũng như đam mê công việc dẫn dắt Barca. Thực tế, sức khỏe của ông không hề tốt. Ai cũng biết, sau ca phẫu thuật lần thứ hai, thần sắc Vilanova lúc nào cũng rất mệt mỏi. Chỉ đến khi không che giấu được nữa, Tito mới bàn bạc với BLĐ Barca xin từ chức.

Theo thông tin tại Tây Ban Nha, khối u tuyến nước bọt của Vilanova tiếp tục phát triển trở lại và rất khó lường. Chắc chắn, ông sẽ lại lên bàn mổ lần thứ 3, và có thể sẽ còn có thêm nhiều lần nữa. Việc liên tục tái phát và phải phẫu thuật liên tiếp cho thấy căn bệnh ung thư của của Vilanova khá nghiêm trọng. Có thể nói, sức khỏe đang là điều quan trọng và cấp thiết nhất với ông lúc này.