Nicolas-Victor Vilain est né à Paris d'un père maréchal-ferrant. Il entre à l'Ecole des Beaux-arts de Paris en 1834 où il est l'élève de James Pradier (1790-1852) et de Paul Delaroche (1797-1856).
Après avoir obtenu en 1837 le second grand prix de Rome avec "Marius debout sur les ruines de Carthage", il remporte le premier grand prix de Rome de sculpture en 1838 avec le bas-relief "David jouant de la harpe pour apaiser les fureurs de Saül". Il expose au Salon de 1845 plusieurs sculptures réalisées pendant son séjour à Rome.
Remarqué au Salon des Artistes français où il expose régulièrement, Nicolas-Victor Vilain réalise de nombreuses commandes pour la Ville de Paris, pour le Louvre, pour des églises parisiennes ainsi que pour des particuliers.
Il est fait chevalier de la Légion d’Honneur en 1849.
Quelques oeuvres :
- David jouant de la harpe pour apaiser les fureurs de Saül (bas-relief, Ecole des Beaux-arts de Paris, 1838),
- Buste de Félix d'Arcet (buste en marbre, Salon de 1838),
- Guillaume Etienne (médaillon, cimetière du Père Lachaise, Paris, 1845),
- Saint-Jean Baptiste assis (église Saint-Laurent, Paris, 1845),
- La Victoire terrestre (Pont des Invalides, Paris, 1854),
- Général Kléber (façade du Louvre rue de Rivoli, Paris, 1855),
- Grétry (Aile Henri II, Palais du Louvre, Paris, 1857),
- Marius debout sur les ruines de Carthage (marbre, jardin du Luxembourg, Paris, 1857),
- La Terre et l'Eau (pavillon Colbert, palais du Louvre, 1857),
- Antoine Watteau (buste, Château de Versailles, Salon de 1859),
- Saint Germain l'Auxerrois bénissant Paris (église Saint-Germain-l'Auxerrois, Paris, 1861),
- Saint Thomas d'Aquin en extase (église Saint-Thomas-d'Aquin, 1867),
- La Modestie (Opéra Garnier, Paris, 1872),
- Henri d'Orléans, duc d'Aumale (musée Condé, Château de Chantilly, salon de 1874),
- Les bienfaits de la Paix (Salon de 1877),
- Victor Hugo (buste, Salon de 1882),
- Aurore (cour Carrée, palais du Louvre, 1883),
- Silvestre de Sacy (Salon de 1887),
- La Trinité (église de Saint-Ouen, Rouen).