De spanske gjestene var lenge det beste laget og hadde muligheter til å punktere kampen, men en god David De Gea holdt hjemmelaget inne i kampen.
Utover i andre omgang gjorde manager Ole Gunnar Solskjær flere bytter og fikk uttelling på det. I det 95. minutt var det nettopp innbytter Jesse Lingard som fant Ronaldo og portugiseren gjorde det han gjør best, satte ballen i nettmaskene.
LES OGSÅ: Manchester United-profilens reaksjon mot Solskjær vekker oppsikt
Etter at United tapte den første gruppekampen i Champions League mot Young Boys fra Sveits, var det en uhyre viktig seier for Solskjær og hans menn.
Avslører melding fra Ronaldo
Klubben har vært inne i en dårlig periode og hadde tapt tre av sine fire siste kamper før møtet med Villarreal og Solskjær har vært under noe press på grunn av dette.
Dette var for øvrig 12. gang Ronaldo scoret på overtid i Champions League i løpet av karrieren. Ingen andre har så mange overtidsmål som superstjernen.
LES OGSÅ: Ut mot Solskjærs behandling av Martial: - Må føle seg elsket
- Uniteds prestasjon var ikke bra, den var ikke på det nivået Ole ønsker at det skal være. Men når du trenger et mål, et øyeblikk for å løfte laget, stadion og fansen, så er Cristiano Ronaldo mannen, sier BT Sports-ekspert Rio Ferdinand ifølge Daily Mail.
Den tidligere Manchester United-stopperen forteller videre at han fikk en tekstmelding fra matchvinneren rett i etterkant av kampen.
- Han sendte meg en SMS der han skrev: «Jeg spilte ikke bra, men jeg visste at jeg kom til å score, avslører Ferdinand.
LES OGSÅ: United utestengte supporter for rasisme. Nå må klubben legge seg flat
- Det er den troen han har på seg selv. De andre spillerne tar det til seg. Det er en fantastisk situasjon å være i, mener den tidligere stopperen.
- Gir de andre glød
Ronaldo satte ny rekord i antall Champions League-kamper onsdag, da han gjorde sin 178. opptreden i turneringen og gikk forbi tidligere lagkompis Iker Casillas.
- Ronaldo liker å være han som får sjansene. Målstatistikken hans sier alt. Han er der for de store øyeblikkene. Når du har en spiller som Ronaldo i garderoben, så får de andre spillerne en ekstra glød. Han gir dem tro, for de vet at sjansene kommer og at han vil sette dem i mål, mener Rio Ferdinand.
LES OGSÅ: Sheringham om Solskjærs United-fremtid: - Han må vinne noe
- Det gir deg muligheten til å ha en avslappet holdning. Det var det viktigste da jeg spilte. Når du er under press og ser klokken tikke, så får du ikke panikk. Vi var alltid rolige, for vi visste at sjansene ville komme, sier han videre.
Solskjær: - Kjennetegner en målscorer
Manchester United-manager Solskjær virket svært lettet etter onsdagens kamp og legger ikke skjul på hvor viktig det er å ha Ronaldo på laget.
- Så lenge du har ham på banen, så har du alltid en sjanse, sier han ifølge Daily Mail.
- Han er så utrolig god foran mål og det påvirker alle - publikum, de andre spillerne og hele klubben. Han har gjort det så mange ganger, mener nordmannen.
LES OGSÅ: Bruno Fernandes: - Jeg kommer sterkere tilbake
Ronaldo hadde ingen stor kamp fram til han ble matchvinner helt på tampen, men Solskjær sier stjernen viste ekte goalgettertakter i onsdagens oppgjør.
- Han hadde et par halvsjanser, men det som virkelig kjennetegner en ekte målscorer er at han beholde roen fram til den store sjansen kommer, sier Solskjær.
Og Solskjær vet et eller annet om å score mål selv. Manageren scoret 126 ganger på 366 kamper for Manchester United i perioden 1996 til 2007.