Роша — воспитанник клубов «Фламенго» и «Ботафого». В 2016 году Виллиан начал профессиональную карьеру в «Деспортиве» и «Вотупарангесе», выступая в низших дивизионах Бразилии. Летом 2017 года Роша перешёл в португальский «Кова-да-Пиедади». 6 августа в матче против «Санта-Клары» он дебютировал в Сегунда лиге. В 2018 году в поединке против дублёров «Порту» Виллиан забил свой первый гол за «Кова-да-Пиедади». Летом 2019 года Роша перешёл в «Портимоненсе». 9 августа в матче против «Белененсеш» он дебютировал в Сангриш лиге. 16 июня 2020 года в поединке против «Санта-Клары» Виллиан забил свой первый гол за «Портимоненсе». 31 августа 2022 «Портимоненсе» объявил об уходе игрока из клуба. 1 сентября 2022 подписал контракт с московским ЦСКА до окончания сезона 2024/25 с опцией продления еще на один год.