↑ Количество игр и голов за профессиональный клуб считается только для различных лиг национальных чемпионатов, обновлено по состоянию на 11 декабря 2024 года.
Роша — воспитанник клубов «Фламенго» и «Ботафого». В 2016 году Виллиан начал профессиональную карьеру в «Деспортиве» и «Вотупорангуенсе», выступая в низших дивизионах Бразилии. Летом 2017 года Роша перешёл в португальский «Кова-да-Пиедади»[2]. 6 августа в матче против «Санта-Клары» он дебютировал в Сегунда лиге[3]. В 2018 году в поединке против дублёров «Порту» Виллиан забил свой первый гол за «Кова-да-Пиедади».
Летом 2019 года Роша перешёл в «Портимоненсе», подписав контракт на четыре года[4]. 9 августа в матче против «Белененсеш» он дебютировал в Сангриш лиге[5]. 16 июня 2020 года в поединке против «Санта-Клары» Виллиан забил свой первый гол за «Портимоненсе»[6].
1 сентября 2022 года Виллиан подписал контракт с московским ЦСКА до окончания сезона 2024/25 с опцией продления ещё на один год[7]. 10 сентября в матче против «Краснодара» дебютировал в РПЛ[8]. 14 сентября в поединке Кубка России против «Урала» забил свой первый гол за ЦСКА[9]. 8 октября 2023 года в матче против московского «Динамо» забил свой первый гол за ЦСКА в РПЛ. По итогам сезона вместе с ЦСКА завоевал серебряные медали Чемпионата России. 11 июня 2023 года ЦСКА выиграл Кубок России, обыграв «Краснодар» в серии пенальти со счётом 6:5 (1:1 в основное время). Этот трофей стал первым в карьере Роши.
8 марта 2024 года в матче чемпионата России против «Крыльев Советов» (2:0) оформил дубль, тем самым став первым игроком в РПЛ с 2018 года, забившим два мяча головой после угловых[10]. Этот дубль стал первым в карьере Виллиана.
15 августа 2024 года продлил контракт с ЦСКА до конца сезона 2026/27[11].
