Villafranca nació en la provincia cubana de Pinar del Río y estudió piano, percusión y composición en la facultad de música del Instituto Superior de Arte de La Habana.^[1]​ Se radicó en los Estados Unidos a mediados de la década de 1990.^[2]​

Colaboró en el álbum Things I Wanted to Do de Chembo Corniel, que fue nominado a mejor álbum de jazz latino en los Premios Grammy de 2010;^[3]​ su álbum Cinque fue nominado en 2020.^[4]​ En 2014 recibió la distinción JALC Millennium Swing Award.^[2]​

También se ha desempeñado como docente de jazz en instituciones como la Escuela de Música de Manhattan,^[5]​ La Universidad del Temple y la Escuela Juilliard.^[6]​^[7]​ Ha recibido premios como el Sunshine Award de 2017 y el Downbeat Critic's Poll «Rising Stars Pianist» de 2019. En 2021 recibió una Beca Guggenheim en composición musical.^[8]​

Durante su carrera ha compartido escenario o grabado con artistas como Paquito D'Rivera, Pat Martino, Chick Corea, Wynton Marsalis, Johnny Pacheco, Los Ricos y Giovanni Hidalgo, entre otros.^[2]​

• 2003 - Incantations/Encantaciones
• 2007 - The Source in Between
• 2011 - Dynamic Resolution
• 2012 - Dos y Más
• 2012 - Flower by the Dry River
• 2014 - Old Waters, New River
• 2018 - Cinque

• Esta obra contiene una traducción derivada de «Elio Villafranca» de Wikipedia en inglés, publicada por sus editores bajo la Licencia de documentación libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0 Internacional.