Em 1910 junta-se a Francisco Madero, revolucionário liberal que combate a ditadura de Porfirio Díaz, então presidente do país. No mesmo ano, Madero candidata-se à sucessão presidencial, mas é preso e derrotado em eleições fraudulentas.
A insurreição de Madero dá início à Revolução Mexicana, apoiada por Villa, no norte do país, e Emiliano Zapata, no sul. Os revoltosos vencem Díaz, e Madero é eleito presidente do México. Em 1912, Victoriano Huerta, general-comandante das Forças Armadas, condena Villa à morte por insubordinação. Ajudado por Madero, Villa refugia-se nos Estados Unidos (EUA).
Em 1913, Huerta instala-se no poder como ditador e Madero é assassinado. Villa volta ao México e junta-se às forças do general Venustiano Carranza, rico proprietário de terras que se opõe ao novo ditador. Durante a guerra civil que se instala até 1914, Villa comanda a cavalaria, com 40 mil homens, que tem papel fundamental na vitória sobre Huerta.
Carranza assume o poder no mesmo ano, mas se desentende com Villa, que volta à luta e domina o norte do país. Quando Carranza é deposto, em 1920, pelo general Álvaro Obregón, Villa passa a morar no interior, mas morre logo depois, numa emboscada.