M. Villavicencio, 59 ans, journaliste de profession, était l'un des huit candidats au premier tour de la présidentielle prévue le 20 août.
Il a été tué alors qu'il sortait d'une salle omnisports dans le nord de la capitale, après un meeting de campagne.
Le parquet a fait état de "neuf blessés, dont une candidate à l'Assemblée, et deux policiers", en plus de la mort de l'un des assaillants, abattu par la sécurité.
Fernando Villavicencio se classait deuxième en intentions de vote avec environ 13%, selon les derniers sondages de l'institut Cedatos, derrière l'avocate Luisa Gonzalez (26,6%), proche de l'ex-Président Rafael Correa.
La semaine précédente, M. Villavicencio avait fait état de menaces contre lui et son équipe de campagne, prétendument adressées par le chef d'une bande criminelle liée au narcotrafic actuellement en prison.
La date des élections générales anticipées en Equateur a été maintenue au 20 août, a annoncé la responsable du Conseil national électoral, Diana Atamaint, après l'assassinat mercredi d'un candidat à la présidentielle.