Hon skadades när MR-01 racerbilen hon körde körde på en supportbil på Duxford flygfält i Cambridgeshire på tisdag.
Det var första gången den 32-åriga spanjoren hade kört bilen för Oxfordshire-baserade Marussia laget.
Inspektörer från hälso- och säkerhetsstyrelsen (HSE) besökte testbanan på onsdag.
Marussia sade kirurger på Addenbrookes sjukhus i Cambridge "insatt på en lång procedur för att ta itu med de allvarliga huvud- och ansiktsskador som Maria drabbats av i olyckan".
Det sades: " Operationen inleddes i går eftermiddag och hon var på teater fram till i morse.
"Maria är fortfarande i ett kritiskt men stabilt tillstånd."
John Booth, chef för Marussia F1-teamet, sade: " Maria dök upp från teatern på Addenbrookes sjukhus i morse efter en lång operation för att ta itu med de allvarliga huvud- och ansiktsskador hon fick i olyckan på Duxford Airfield igår.
"Vi är tacksamma för den medicinska vård som Maria har fått och hennes familj vill tacka de neurologiska och plastikkirurgiska teamen.
"Det är dock med stor sorg som jag måste rapportera att Maria på grund av de skador hon lidit har förlorat sitt högra öga.
"Marias omsorg och familjens välbefinnande är vår prioritet just nu. Hennes familj är på sjukhuset och vi gör allt som står i vår makt för att stödja dem."
De Villota fick sina skador efter att bilen "plötsligt accelererat" in i baksidan av stödbilen, enligt vittnen.
BBC Radio Cambridgeshire presentatör Chris Mann, som såg olyckan, sade: " Överdelen av hennes bil och hjälm tycktes ta stöten av det.
"Hon rörde sig inte på 15 minuter."
Han sa att De Villota hade kört i upp till 200mph under provningen, men bilen körde betydligt långsammare vid tidpunkten för kraschen.
Booth sade: "När det gäller olyckan har vi inlett en mycket omfattande analys av vad som hände och detta arbete fortsätter för tillfället."
Meddelanden om stöd har kommit in från motorsportvärlden, bland annat från Ferrari förare och spanjor Fernando Alonso och Jenson Button.
Formel 1 förare och BBC analytiker Jaime Alguersari sade i sin veckokolumn
: "Jag blev chockad när jag hörde talas om den olycka som Maria de Villota drabbades av. Jag känner henne och hennes familj mycket väl. Jag vet fortfarande inte orsaken till olyckan. Det finns så många rykten men jag vill vänta och se vad som verkligen hände.
"Det är hemskt sorgligt. Maria är en fantastisk person, liksom hennes bröder och hennes far Emilio, som var en av Spaniens första F1-förare.
"Hon är en förebild, speciellt för alla kvinnor som vill komma in i F1. Så detta är en mycket sorglig situation.
– Tack och lov befinner hon sig inte i en livshotande situation så vi måste titta på den positiva sidan. Vi ska träffa Maria igen."
Lewis Hamilton twittrade: " Jag hörde precis om Marias fruktansvärda olycka i Duxford. Jag hoppas att hon klarar sig. Mina tankar och böner är hos hennes familj vid den här tiden."
McLaren-föraren sa senare: "Jag förstår inte hur det gick till eller hur det kunde hända."
Formel 1 förare Maria de Villota har förlorat sitt högra öga efter en testbana krasch.