Villacampa ha giocato in 158 partite internazionali con la nazionale spagnola maschile senior (giocando per la prima volta nel 1984), giocando in quasi tutte le grandi competizioni internazionali della sua epoca di gioco: 2 Giochi olimpici estivi (Seoul 1988, Barcellona 1992), 3 Coppe del mondo FIBA (1986, 1990 e 1994) e 4 EuroBasket (1985, 1987).
, 1991 e 1993). Il suo record di punti in una singola partita con la nazionale spagnola è stato di 48 punti, che ha ottenuto in una partita contro il Venezuela. Il miglior risultato di squadra che ha ottenuto con la nazionale spagnola è stata una medaglia di bronzo all'EuroBasket 1991, che si è svolta a Roma.