Учился на историческом факультете Санкт-Петербургского государственного университета, который успешно окончил в 1971 году. Позднее защитил кандидатскую диссертацию на тему «Государственная геральдика России конца XVII - первой четверти XVIII вв.: к вопросам формирования идеологии абсолютизма в России».

     Трудовую деятельность Вилинбахов начал будучи студентом. Являлся архивно-технический сотрудник архива. Затем перешел на работу в Государственный Эрмитаж. В течении двадцати лет занимал должность хранителя коллекции знамен и военной графики. Параллельно читал курсы лекций по истории русской культуры, истории Петербурга, вспомогательным историческим дисциплинам в Тартуском университете и в Российском государственном педагогическом университете имени А.И. Герцена.

     Впоследствии Георгий Вадимович стал заместителем директора Государственного Эрмитажа по научной работе. В этот же период назначен начальником Государственной Геральдической службы Российской Федерации. С 1994 года является государственным герольдмейстером Российской Федерации. С 1999 года занимает пост председателя Геральдического совета при Президенте России - государственный герольдмейстер Российской Федерации.

     В 2003 году Георгий Вилинбахов защитил диссертацию на соискание степени доктора исторических наук «Государственная геральдика в России: теория и практика». Имеет множество публикаций по истории русской культуры, военной истории, геральдике. 

    С 2005 года Георгий Вадимович Вилинбахов является членом Санкт-Петербургской межведомственной комиссии по наименованиям. В 2010 году вошел в Совет при Президенте Российской Федерации по делам казачества.