Vilhunen valmistui Turun ammattikorkeakoulun taideakatemian elokuvalinjalta vuonna 2004.[1] Hänen lopputyönsä, lyhytelokuva Minun pikku elefanttini, voitti sarjassaan Tampereen elokuvajuhlien kotimaisen kilpailun alle 30-minuuttisten pääpalkinnon vuonna 2003. Vilhunen on voittanut Tampereen kotimaisen kilpailun yli 30-minuuttisten sarjan pääpalkinnot elokuvilla Ponitytöt 2008 ja Hobbyhorse Revolution 2017. Hän on toistaiseksi ainoa ohjaaja, joka on voittanut kolme kertaa Tampereen elokuvajuhlien kotimaisen kilpailun pääpalkinnon.[2]
Vuonna 2010 Vilhunen perusti kolmen kollegansa kanssa Tuffi Films Oy:n,[5] jonka ensimmäinen valmistunut tuotanto oli Vilhusen ohjaama lyhytelokuva Pitääkö mun kaikki hoitaa?.[6] Se valittiin tammikuussa 2014 Oscar-ehdokkaaksi ensimmäisenä suomalaisena lyhytelokuvana.[7] Hänen elokuvansa Laulu (2014) käsitteli Suomen viimeistä, suullisen perinteen kautta vienankarjalaisen runolaulun oppinutta Jussi Huovista ja hänen oppilastaan.[8]