El Real Valladolid en Primera División se ha enfrentado a domicilio contra el Villarreal en 12 ocasiones, de las cuales solo ha sido capaz de ganar 2 veces, perdiendo 9 y empatando tan solo una vez. Las victorias pucelanas datan de las temporadas 2008/2009 y 2018/2019, siendo solo capaces de ganar al Villarreal fuera de casa los entrenadores Jose Luis Mendilibar y Sergio González. De hecho, en Segunda División solo se han enfrentado en dos ocasiones, y en ambas se perdió contra el submarino amarillo.
Otra de las victorias cosechadas por el Real Valladolid en Villarreal fue en octavos de Copa del Rey, en la campaña 2006/2007, también con Mendilibar en el banquillo pucelano (0-1 con gol de Javi Baraja) siendo Pellegrini el entrenador del conjunto castellonense.
Las dos victorias del Real Valladolid contra el Villarreal a domicilio en Liga son las siguientes:
- Temporada 08/09 con Mendilibar en el banquillo el Real Valladolid venció 0-3 con goles de Jonathan Sesma (2) y Pedro León, todos ellos en la primera parte. El técnico vasco jugó con el siguiente «11»: Sergio Asenjo, Marcos, Pedro López, García Calvo, Luis Prieto, Vivar Dorado, Álvaro Rubio, Pedro León, Jonathan Sesma, Canobbio y Víctor. Desde el banquillo saltaron al campo: Javi Baraja y Óscar Sánchez.
- Temporada 18/19 con Sergio en el banquillo el Real Valladolid venció por 0-1 con el tanto de Leo Suárez en el minuto 53. El entrenador catalán sacó la siguiente alineación: Jordi Masip, Moyano, Nacho, Calero, Olivas, Alcaraz, Míchel, Toni Villa, Antoñito, Leo Suárez y Duje Cop. Desde el banquillo saltaron al terreno de juego: Ivi López, Borja y Anuar Tuhami.