Willem de Haan wurde am 24. September 1849 als Sohn des Kaufmanns Johannes Jacobus de Haan und dessen Gattin Catarina Sara in Rotterdam geboren.
Mit zwölf Jahren soll er seine erste Oper komponiert haben, die im Kreise der Familie aufgeführt wurde.
Zunächst trat er in ein Speditionsgeschäft ein, um den Beruf des Kaufmanns zu erlernen. Unzufrieden mit dem Lebensweg, besuchte de Haan die Musikschule in Rotterdam. 1870 wechselte er an das Konservatorium Leipzig, es folgten musikalische Studien in Berlin, Wien und München. 1873 übernahm de Haan als Musikdirektor die Leitung des Cäcilienvereins in Bingen, später gelangte er als Dirigent des Mozartvereins nach Darmstadt. 1889 übernahm er die Leitung des Darmstädter Musikvereins.
Parallel hatte de Haan als Kapellmeister am Großherzoglichen Hoftheater großen Einfluss auf das Darmstädter Musikleben. 1878 war er als zweiter Kapellmeister an das Hoftheater berufen worden. 1880/81 übernahm de Haan für über drei Jahrzehnte die Leitung der Darmstädter Oper als Erster Kappellmeister.
Neben der Klassik fühlte sich de Haan musikalisch vor allem der Romantik verbunden. Eine Neuerung bestand in den Sinfoniekonzerten, die zugunsten des Witwen- und Waisenfonds des Hoftheaters veranstaltet wurden. Gemeinsam mit den ersten Künstlern des Orchesters veranstaltete er Kammermusikkonzerte. Seine Versetzung in den Ruhestand erfolgte 1914.
Willem de Haan wurde anlässlich seiner langjährigen Verdienste am Hoftheater 1903 zum Hofrat und 1913 zum Geheimen Hofrat ernannt. Ihm wurden für sein musikalisches Wirken hohe Ehrungen zuteil. Der von ihm ins Leben gerufene „Hilfsfond der Hofmusik“ wurde anlässlich seines Ruhestands 1914 in „Willem de Haan-Stiftung“ umbenannt.
1923 zog er zu seiner jüngeren Tochter nach Berlin. Willem de Haan starb am 26. September 1930, seine Asche wurde im Familiengrab auf dem Alten Friedhof in Darmstadt beigesetzt.