Estudia en la Escuela Industrial de Artes y Oficios de Sabadell, formándose en el mundo postnovecentista interrumpido por la guerra civil. Acabada la guerra fue miembro destacado hasta el 1941 del grupo sabadellense El Cenacle. Después de algunas exposiciones el 1949 se traslada a París, donde se instala el año siguiente para estudiar al École lleva Louvre y al Atelier Canivet.

Durante los años 50 expone sobre todo en Barcelona y París, pero también en Madrid, Washington, Taipei, Frankfurt, Londres y Río de Janeiro. En este decenio recibe varias influencias, pasando de un cierto fauvismo a una abstracción de influencia neoplasticista.

El 1954 publica su primer libro, Escritos, con prólogo de Joan Oliver, y con ilustraciones del mismo autor. A lo largo del año 1957 dibuja mapas que serán los primeros pasos de las llamadas Planimetrías, imágenes conformadas a base de líneas y configuraciones espaciales, género por el cual será conocido internacionalmente. El mismo año publica su segundo libro, Seis Cuentos.

El 1960 vuelve a Barcelona y funda la revista 0 Figura, y junto con Tharrats, Hernández Pijuan, Claret, Santos Torroella, Villèlia y Subirachs forman el grupo que trae el mismo nombre. El mismo año recibe el premio Joan Gris.

Con el pseudónimo de Carles Valls, ha escrito comedias irónicas, como Yo, el serial y la gallina, El funerario, El entierro es a las 4, Mercè de los unos, Mercè de los otros, etc.

En los años 60 destacó especialmente por sus novelas, firmadas con su nombre, donde a menudo denuncia con un humor amargo el mundo del arte y sus grupos de presión: Doble blanco (1960), Materia definitiva (1961), Operación viaducto (1962), Nnoba fygurassió (1965), Jourdain 65 (1966) y Aguafuerte del XII (1966). Para la televisión, ha escrito guiones para Joan Capri.

Joan Vilacasas exhibió su obra en varias instituciones y acontecimientos internacionales de la talla de la Bienal de Venecia, el Museo Guggenheim de Nueva York y la Fundación Joan Miró entre otros. Sus obras forman parte de colecciones de instituciones como el MACBA, la Tate Gallery, el Museo de Arte Jaume Morera, la Fundación Joan March y el Museo de Arte de Sabadell, que conserva parte de su fondo personal.^[2]​^[4]​

• 2005 — Joan Vila Casas a la col·lecció del Museu d'Art de Sabadell
• 2014 — Joan Vilacasas, del plein air al firmament Espai Volart, Fundació Vila Casas
• 2014 — Joan Vilacasas. Viatges siderals, Museu d'Art de Sabadell^[5]​

• 1941 - Joan Vilacasas i Lluís Vila Plana. Acadèmia de Belles Arts de Sabadell.^[6]​

• Escrits - Barcelona - Ed: Albor - 1954 - Gènere: Narrativa
• Sis contes - Barcelona - Ed: Horta - 1957 - Gènere: Narrativa
• Doble blanc - Barcelona - Ed: Selecta - 1960 - Gènere: Novel·la
• Matèria definitiva - Barcelona - Ed: Selecta - 1961 - Gènere: Novel·la
• Operació Viaducte - Barcelona - Ed: Selecta - 1962 - Gènere: Novel·la
• Cartes a un pintor - Barcelona - Ed: Nova Terra - 1964 - Gènere: Narrativa
• Nnoba fygurassió - Barcelona - Ed: Aymà - 1965 - Gènere: Novel·la
• Aiguafort del XII - Barcelona - Ed: Albertí - 1966 - Gènere: Novel·la
• Jourdain 65 - Barcelona - Ed: Proa - 1966 - Gènere: Novel·la
• El cap i la fi o El cap de l'alcalde - Barcelona - Ed: Millà - 1980 - Gènere: Teatre
• Mercè dels uns, Mercè dels altres - Barcelona - Ed: Millà - 1982 - Gènere: Teatre
• Tres crits i una sola veu - Barcelona - Ed: Millà - 1982 - Gènere: Teatre
• L'enterrament és a les quatre - Barcelona - Ed: Millà - 1984 - Gènere: Teatre
• Dolça de les tàpies - Barcelona - Ed: Millà - 1984 - Gènere: Teatre

• Mitja virtut - Companyia Marta Padovan - Barcelona - Teatre Calderón
• Jo, el serial i la gallina - Companyia Joan Capri - Barcelona - Teatre Romea - 1967
• L'enterrament és a les quatre - Companyia Montserrat Carulla - Barcelona - Teatre Windsor - 1968
• El funerari - Companyia Joan Capri - Barcelona - Teatre Romea - 1968
• El malalt imaginari - Companyia Nacional - Barcelona - Teatre Calderón - 1969
• El do d'Adela - Companyia Carles Lloret - Barcelona - Teatre Romea - 1970
• L'amic del ministre - Companyia Joan Capri - Barcelona - Teatre Romea - 1972
• El preu de la lletra - Companyia Joan Capri - Barcelona - Teatre Romea - 1973
• El cap i la fi o El cap de l'alcalde - Companyia 3 x 4 - Barcelona - Teatre Romea - 1974
• Mercè dels uns, Mercè dels altres - Palafrugell - Centre Espanyol - 1976
• Tres crits i una sola veu - Barcelona - Cova del Drac - 1978
• Dolça de les tàpies - Granollers - Cercle Cultural - 1982 - Obra traduïda al: basc
• Tia bona - Companyia Flora Soler - Sabadell - Teatre La Faràndula - 1992

• Operació Viaducte - Gènere: Ràdio
• Enigma - Gènere: Televisió - 1963
• Un altre terrorisme - Gènere: Televisió - 1980
• En català de primera mà - Gènere: Televisió - 1982
• Marta sempre, Marta tothora - Gènere: Televisió - TVE Catalunya - 1984
• Amb l'aigua al coll - Gènere: Televisió - TV3 - 1990 - 13 capítols

• Cirlot, Joan E. «Las planimetrías de Juan Vila Casas». Riutort [Sabadell], 11, gener 1959, pàg. 4-5.
• Fernández Álvarez, Ana «Vilacasas, Topotesies o Cartografies Fictícies». Quadern de les idees, les arts i les lletres, Núm. 136, 2002, p. 22-24. ISSN: 1695-9396.
• Fernández Álvarez, Ana «Planimetria definitiva: nosaltres dos». Quadern de les idees, les arts i les lletres, Núm. 159, 2007, p. 14-15. ISSN: 1695-9396.
• Gerona Fumàs, Josep «Les novel·les de Joan Vilacasas segons Josep Maria Ripoll». Quadern de les idees, les arts i les lletres, Núm. 143, 2003, p. 7. ISSN: 1695-9396.
• «La expansión de Juan Vila Casas». Riutort [Sabadell], 34, gener 1961, pàg. 134-135.
• Torres, Mila «Entrevista inédita a Joan Vilacasas». Quadern de les idees, les arts i les lletres, Núm. 159, 2007, p. 16-19. ISSN: 1695-9396.
• Torres, Mila. Joan Vila Casas a la col·lecció del Museu d'Art de Sabadell Marie Christine Vila. Sabadell: Museu d'Art de Sabadell, 2005. ISBN 8487221939. 
• Vila Casas, Joan «La llegenda de París... encara». Riutort [Sabadell], 4, octubre 1957, pàg. 85-87.
• Vila Casas, Joan. Joan Vilacasas, del plein art al firmament. Barcelona: Fundació Vila Casas, 2013. ISBN 9788461673797. 
• Joan Vilacasas.'