Mons. Villalba nació en San Pedro de Ycuamandyyú el 22 de agosto de 1924 y fue ordenado sacerdote en Buenos Aires el 28 de noviembre de 1948. Este año iba a cumplir 92 años.
Hizo sus estudios eclesiásticos en el Seminario Metropolitano de Asunción y en el Pontificio Seminario Metropolitano de Buenos Aires, donde obtuvo la licenciatura en Teología. Posteriormente, logró en la Pontificia Universidad Gregoriana de Roma la licenciatura en Derecho Canónico.
Durante su vida sacerdotal se ha dedicado fundamentalmente a la formación de los futuros sacerdotes como padre espiritual, profesor y rector del Seminario. Trabajó en estas tareas 16 años. Se ha destacado como profesor de la Universidad Católica donde enseñó siete años.
Fue ordenado obispo y tomó posesión como segundo pastor de la diócesis de San Juan Bautista de las Misiones el 3 de setiembre de 1978. En el momento de ser promovido al orden episcopal era vicario general de la diócesis de Concepción.
Ocupó varios cargos en la Conferencia Episcopal Paraguaya, como vicepresidente y delegado de la CEP ante el Consejo Episcopal Latinoamericano. Asimismo, fue obispo responsable de los equipos de laicos y Pastoral de Vocaciones. Se jubiló en setiembre de 1999 y lo sucedió el obispo coadjutor, Monseñor Mario Melanio Medina.
Su deceso se produjo el viernes a las 23:15, aproximadamente. Sus restos mortales fueron llevados a San Pedro del Ycuamandyyú para ser velados por ser oriundo de esa localidad y desde hoy estarán en la Catedral de San Juan Bautista, Misiones, donde serán sepultados mañana luego de la misa de cuerpo presente que se oficiará a las 9:00.
Monseñor Carlos Villalba fue muy comprometido en lo social. Trabajo en la evangelización y promoción de sus fieles y en la consolidación de la diócesis. Y en sus últimos años acompañó una comunidad de jóvenes de la capilla Virgen de Lourdes y Transfiguración del Señor de la ciudad de Luque, cerca de la Conmebol. Lo hizo en silencio. Fue el propulsor de la creación de Radio San Roque González de la ciudad de Ayolas.