Вилья имел интерес к многим астурийским командам, но одна из больших команд края, «Реал Овьедо», заявил, что он был слишком юным и что они не верят, чтобы у него был достаточный потенциал. Впоследствии он получил свой профессиональный прорыв в своем местном клубе «Спортинг» Хихон, следуя по стопам своего кумира детства Кини. Вилья сделал свой первый дебют в сезоне 2000-01. Забив 25 мячей в двух сезонах, он стал чаще попадать в стартовый состав. Пепе Асебал, спортивный менеджер «Спортинга» в то время, сказал, что Вилье первоначально не хватало выносливости, чтобы оказать реальное воздействие на игру и он должен был дать свой шанс шагу в бесконечность.
Проведя почти два сезона в «Спортинге» и забив 40 мячей, Вилья в конечном счете, получил свою путевку в Высший Испанский Дивизион, когда «Спортинг» был в затруднительном финансовом положении и вновь способствовали, вскоре клуб «Реал Сарагоса» летом 2003 года подписал с ним контракт и установил зарплату в €3 млн в год. Нападающий не имел проблем с адаптацией к игре на высоком уровне, и даже смог отличиться 17 раз в своем первом сезоне в «Сарагосе». Его дебют в Чемпионатах Испании был сделан в домашней игре против «Депортиво» Ла-Корунья, когда Сарагоса проиграла со счетом 1-0, а свой первый гол Вилья забил спустя два матча, на восьмой минуте против «Реал Мурсия», когда «Сарагоса» вела 2-0, в конечном итоге матч завершился со счетом 3-0. 4 декабря 2003 года Вилья сделал свой первый профессиональный дубль в игре против «Атлетик Бильбао», когда матч завершился ничьей 2-2, а 25 апреля 2004 года, Давид Вилья забил свой первый хет-трик в матче против «Севильи», когда матч тоже завершился вничью со счетом 4-4. В клубе Давид уже в первом сезоне стал «штатным» пенальтистом.
«Сарагоса» попала финал Кубка Испании 2003/2004, где он сыграл большую роль в победе команды, забив решающий гол с пенальти в матче против мадридского «Реала», когда счет был 2-1, вскоре счет стал 3-2. Вскоре после этого он заработал свой первый международный титул. После торжества Сарагосы в Кубке Испании, им было предоставлено место в Кубке УЕФА;. это был первый раз, когда Вилья играл в Еврокубках.
На последних минутах в матче против «Утрехта», когда счет был 1-0 в пользу Сарагосы Вилья забил ещё один, что принесло команде победу. В 1/8 финала Кубка УЕФА Сарагоса сталкивается с Аустрией Веной. Первый матч закончился 1-1, Вилья забил в ответном матче, тем не менее, матч закончился 2-2, из-за чего Вена прошла в следующий этап благодаря голу на выезде. Между тем, в Ла Лиге, Вилья 23 сентября 2004 года в первый раз сыграл с «Барселоной», где каталонцы победили 4-1. 17 апреля 2005 года Вилья сделал дубль, где счет стал 3-0, и он помог победить своей команде.