Виллевальде родился в Павловске. Первоначально обучался живописи частным порядком у приезжего художника Юнгштедта. В 1838 году поступил в Петербургскую Императорскую академию художеств. Занимался под руководством К. П. Брюллова и профессора батальной живописи А. И. Зауервейда. За работы во время обучения получал высшие награды и в качестве пенсионера академии был отправлен за границу для совершенствования мастерства.

После возвращения в Россию Виллевальде завершил многие картины, начатые Зауервейдом.

За батальные полотна «Сражение при Гисгюбеле» и «Сражение при Париже» он получил звание профессора батальной живописи и преподавал в Академии художеств. Виллевальде посетил Севастополь во время Крымской войны, Кавказ, Малую Азию и Дунай во время Русско-турецкой войны 1877–1878 годов.

Виллевальде называют родоначальником русской батальной живописи. Многие его полотна посвящены событиям Отечественной войны 1812 года. Он был учителем почти всех русских художников-баталистов.

Б. П. Виллевальде. Отступление

Б. П. Виллевальде. Рядовой лейб-гвардии

Б. П. Виллевальде. Бой в ущелье

Б. П. Виллевальде. Раненый солдат

Б. П. Виллевальде. Битва под Лейпцигом

Б. П. Виллевальде. Граф В. Ф. Адлерберг

Б. П. Виллевальде. Конный полк в сражении

Б. П. Виллевальде. Сцена у колодца

Б. П. Виллевальде. Блюхер и казаки в Бауцене

Б. П. Виллевальде. Открытие памятника Тысячелетие России в Новгороде в 1862 году

Б. П. Виллевальде. Николай I с цесаревичем Александром Николаевичем в мастерской художника в 1854 году

Б. П. Виллевальде. Сегодня ты, завтра я