Родился в Снеке, окончил Гронингенский университет, после чего работал вычислителем в обсерватории Мыс Доброй Надежды. В 1899—1907 был ассистентом в Астрономической лаборатории в Гронингене. В 1908 стал профессором астрономии в Лейденском университете, с 1919 по 1934 — директор Лейденской обсерватории. В 1925—1928 — президент Международного астрономического союза.[1]
Основные труды в области небесной механики, фотометрии звезд и космологии. Более 30 лет изучал спутники Юпитера, разработал новую теорию их движения, рассчитал новые элементы их орбит. Выполнил обширные фотометрические измерения звезд на различных галактических широтах. В 1904 установил систематические различия в цвете между звездами, расположенными вблизи Млечного Пути и вблизи галактического полюса. Наряду с А. Эйнштейном в 1917 положил начало применению теории относительности к космологической проблеме. Создал одну из первых релятивистских космологических моделей, названную его именем (модель де Ситтера). Эта модель предсказывает возможность быстрых движений космических объектов и послужила отправной точкой позднейших теорий расширяющейся Вселенной.