La carriera artistica di Savona iniziò molto presto. Nel 1926, ad appena sei anni, iniziò a studiare musica. Due anni dopo, entrò a far parte di un coro, e a dieci anni esordì alla radio suonando un brano al pianoforte nel programma Il Giornalino del Fanciullo. Terminato il liceo, Savona si iscrisse al Conservatorio di Santa Cecilia a Roma, dove studiò pianoforte. Nel 1940, in occasione di uno spettacolo goliardico organizzato presso il "Teatro Valle" di Roma, conobbe i componenti del Quartetto Egie. Prima fu loro maestro di musica, poi, alcuni mesi dopo, entrò nel gruppo . Da quel momento la formazione prese il nome di Quartetto Ritmo, cambiato poi un anno dopo in Quartetto Cetra. Il 19 agosto 1944 si sposò con la cantante Lucia Mannucci, che nel 1947 entrò nel Quartetto Cetra. Del Quartetto Cetra, Savona fu, oltre che componente, compositore ed arrangiatore delle musiche che accompagnavano i testi scritti da Tata Giacobetti, altro componente del gruppo. Dalla collaborazione quarantennale tra Giacobetti e Savona nacquero centinaia di canzoni del vasto repertorio del Quartetto Cetra. Savona fu anche autore delle musiche originali e sceneggiatore per programmi radiofonici e televisivi, spettacoli teatrali e film. Negli anni 1970 fu molto attivo come pianista, direttore d'orchestra, arrangiatore, produttore. Dalla fine degli anni Sessanta, svolse anche una articolata attività di ricerca nel canto popolare, pubblicando diversi libri sui repertori tradizionali italiani. Tra le sue svariate collaborazioni si ricorda l'album Sexus et politica del 1970 con brani scritti per Giorgio Gaber. Nel 1971 il Quartetto conduce il programma Stasera sì. Nel 1972 pubblicò un album di canzoni sue (testo e musica) intitolato È lunga la strada, che rivela nuovamente un Virgilio Savona assai diverso da quello più conosciuto, televisivo, edulcorato, anima dell'orecchiabile e ironico Quartetto Cetra.Si dedicò inoltre all'attività di produttore discografico, scoprendo artisti come Jemima (di cui produsse l'album Un nome, un senso) e Dania (con cui collaborò per l'album Son sempre io la donna). Nel 1990 contribuì con altri autori alla realizzazione dell'Enciclopedia della canzone italiana, pubblicato dalle edizioni Curcio. Nel 1991 scrisse un libro autobiografico dedicato ai Cetra, Gli indimenticabili Cetra. Tre anni dopo, fu uno dei redattori della enciclopedia Canzoni Italiane. Nel 2000, nell'ambito del Premio Pippo Barzizza, gli viene assegnato il Trofeo alla carriera in qualità di arrangiatore e compositore. Si è spento il 27 agosto 2009 presso l'ospedale Fatebenefratelli di Milano, dove era stato ricoverato per complicazioni dovute alla malattia di Parkinson, malattia di cui soffriva da anni.