En el Nuevo Mundo logra convertirse en director de las clases de escultura en la Academia de San Carlos, que había permanecido cerrada largos años tras el triunfo de la Independencia. Ahí colaboró en las reformas al edificio y en los nuevos planes de estudio de su disciplina. Sus piezas responden a un conocimiento profundo de la anatomía humana. Su práctica escultórica era variada en cuanto a la técnica utilizada, ya que realizó tallado directo en piezas de mármol, lo mismo que esculturas de vaciado en yeso y modelados en barro.

Dentro de su vasta obra encontramos diversas temáticas que van de lo religioso a lo clásico, y particularmente destacamos su atención por los personajes históricos del país que lo acogió. Como nunca antes la escultura se ocupó del tema prehispánico, recreando las figuras de Tlahuicole, General Tlaxcalteca a quien representó como un gladiador, y Moctezuma II, emperador dignificando su grandeza; también dio forma a una escultura dedicada a Agustín de Iturbide. Las piezas citadas forman parte de esta colección creada por el mayor representante del romanticismo escultórico en México, que se caracteriza por evocar emociones humanas más que anhelar la perfección y la armonía del cuerpo, como sucede en la escultura clásica. Vilar trabajó con verdadera pasión en la Academia de San Carlos durante 12 años hasta que una neumonía le arrebató la vida a los 48 años de edad.