Kari Kaleva Vilonen () é um matemático finlandês, que trabalha com toria da representação geométrica.
Vilonen participou como estudante da Olimpíada Internacional de Matemática e recebeu em 1973/1974 a medalha de bronze. Obteve um doutorado em 1983 na Universidade Brown, orientado por Robert MacPherson, com a tese The Intersection Homology D-module on Hypersurfaces with Isolated Singularities. É professor da Universidade Northwestern.
Com Dennis Gaitsgory e Edward Frenkel provou a hipótese geométrica de Langlands para curvas sobre corpos finitos.
Em 1997 foi bolsista Guggenheim. Foi palestrante convidado do Congresso Internacional de Matemáticos em Berlim (1998: Topological methods in representation theory). Em 2004 foi eleito membro da Academia de Ciências da Finlândia.
Obras com Dennis Gaitsgory, Edward Frenkel On the geometric Langlands conjecture, J. American Math. Soc., Volume 15, 2002, p. 367-417 com Wilfried Schmid Hodge theory and the unitary representations of reductive Lie groups, Frontiers in Mathematical Sciences, International Press, 2011, 397-420 Geometric methods in representation theory, in J. Adams, D. Vogan (Eds.) Representation theory of Lie groups, IAS/Park City Mathematics Series 8, American Mathematical Society, 2000, p. 241–290
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