Mona Vilardo iniciou seus estudos musicais aos 8 anos no Curso Técnico de Piano Clássico na Escola de Música da UFRJ e participando de corais, como o Coral Infantil do Rio de Janeiro, Polifonia Carioca, Brasil Ensemble e o Coro de Câmara da Pro Arte, em festivais e concertos pelo Brasil, Estados Unidos e Europa.
Em 2005 fez seu debut como solista na ópera O Contrato de Casamento de Rossini. Logo em seguida participou, no papel de Dido, da ópera barroca Dido e Enéas de Purcell e da ópera buffa O Maestro de Música de Pergolesi, todas com a Cia Experimental de Ópera.
No ano de 2006 solou a frente do Coro do Seminário Batista e Orquestra de Câmara o Oratório Magnificat, de John Rutter. Neste mesmo ano fez o papel do Anjo Gabriel no Oratório A Criação de Haydn, cantando com o Coral do Conservatório de Westminster – EUA, Coral São Vicente a Capella e Orquestra da UniRio, sob regência do maestro Guilherme Bernstein.
Participou, em dezembro de 2007, do Projeto Jardim Musical no Palácio Guanabara, fazendo o papel de Maria no Presépio Vivo, com direção de Cacá Mourthé e Carla Camurati. Ainda em 2007 participou do elenco da ópera Alabê de Jerusalém, de Altay Veloso no papel de Maria Madalena.
Apresentou,entre outros, musicais como: Godspell, Hair, Chorus Line, The Producers, atuando também como arranjadora vocal dos mesmos. Foi preparadora vocal também do espetáculo Pastoril da Matriz, com direção de Teresa Seiblitz realizado no CCBB do Rio de Janeiro em dezembro de 2007.
No ano de 2008 atuou como Preparadora Vocal no 26º Festival de Dança de Joinville.
Atualmente integra o Coro Sinfônico do Rio de Janeiro e o Conjunto Calíope, sob regência de Julio Moretzsohn, tendo participado de Concertos no Theatro Municipal do Rio de Janeiro, no Projeto Aquarius, na Sala Cecília Meireles, do Festival de Musica Antiga de Chiquitos na Bolívia – em abril de 2008, e do Projeto Música nas Igrejas na cidade do Rio de Janeiro.
Desde 1999, Mona Vilardo desenvolve um trabalho de preparação vocal para espetáculos de Teatro e Dança. Este trabalho foi iniciado no Curso de Teatro O Tablado ao lado do seu então professor, Luiz Carlos Tourinho. Após alguns anos, Mona Vilardo tornou-se assistente do mesmo, formando parcerias com Cacá Mourthe, Cininha de Paula e Caio Nunes.