Il Colonnello Villadei si è arruolato nell’Aeronautica Militare Italiana (ItAF) nel 1993 frequentando l’Accademia Aeronautica di Pozzuoli. Ha svolto gli studi in Ingegneria Aeronautica con specializzazione in campo spaziale. Nel febbraio 1999 è stato assegnato come Primo Tenente alla 46ª Brigata Aerea di Pisa e assegnato come Ufficiale Tecnico a più flotte. Tra le altre attività della sua carriera: dal 2018 al 2022, è stato rappresentante nazionale presso il NATO Science and Technology Office (STO) per le attività di Collaborative Space Domain;
Walter Villadei è il primo italiano ad aver frequentato un corso di qualificazione come cosmonauta (2011-12), presso il Y. Gagarin State Research & Test Cosmonaut Training Center di Star City. Dal settembre 2021, nell’ambito di un accordo tra l’Aeronautica Militare Italiana e Axiom Space, il Col. Villadei ha iniziato il suo addestramento alla NASA come “astronauta professionista” e poi a metà del 2022 è stato assegnato come pilota di riserva della missione Ax2.
Il 29 giugno 2023 il Col. Villadei ha servito come Comandante di VIRTUTE 1 volando in modo suborbitale sulla navicella Virgin Galactic dallo Spaceport America in New Mexico, eseguendo molteplici esperimenti forniti dall’ItAF e dal Centro Nazionale Ricerche.
Dal 18 gennaio al 9 febbraio 2024 il Col. Villadei ha servito come pilota della missione Axiom-3, trascorrendo 21 giorni nello spazio e 18 giorni a bordo della ISS, eseguendo esperimenti per l’ItAF, l’Agenzia Spaziale Italiana e le industrie italiane insieme ad alcuni esperimenti Axiom.
Possiede brevetti di immersione (varie specialità), brevetto di pilotaggio VDS ed è istruttore di arti marziali.