Вадим Вильский родился в городе Кишинёв, Бессарабия, Румынское Королевство. В 1952 году окончил Ленинградский театральный институт имени А.Н. Островского. После окончания учёбы устроился в Молдавский Республиканский драматический театр, где проработал четыре года. С 1956 года Вильский перешёл в Русский Республиканский Театр им. А. П. Чехова в Кишинёве, на сцене которого он выступал с перерывом до 1963 года (в 1960-1962 годах работал на студии «Молдова-фильм»). В 1963-1964 годах Вильский - актёр Минского Республиканского драматического театра (Белорусская ССР). С 1964 года Вадим Константинович - художественный руководитель Учебной актёрской студии при киностудии «Молдова-фильм». В 1971-1974 годах работал на Одесской киностудии, а с 1977 года - в Москве на киностудии «Мосфильм». Похоронен на Хованском (Западном) кладбище Москвы (участок 500У).