Formou-se em Filosofia na Universidade Federal de Minas Gerais, em Belo Horizonte. Estreou na literatura aos 24 anos, com o livro de contos Tremor de terra, pelo qual recebeu o Prêmio Nacional de Ficção em Brasília. Participou de vários projetos literários como A Revista e a Página dos Novos, editada pelo jornal Estado de Minas. Luiz Vilela também foi premiado no I e II Concurso Nacional de Contos, do Paraná. Seus contos, romances e novelas já foram publicados em vários países, como Estados Unidos, Alemanha, França, Inglaterra, Itália, Suécia, Polônia, República Tcheca, Argentina, Paraguai, Chile, Venezuela, Cuba e México. Depois de alguns períodos morando em São Paulo, nos Estados Unidos da América e na Espanha, Luiz Vilela vive hoje em sua cidade natal. Estudos sobre a sua obra já são vários nas universidades brasileiras, com alguns trabalhos também no exterior. Destacam-se O diálogo da compaixão na obra de Luiz Vilela, de Wania Majadas, lançado em 2000, e a tese Faces do conto de Luiz Vilela, de Rauer, defendida em 2006 na Unesp de Araraquara.