Виллем Эйнтховен родился 21 мая 1860 года в Семаранге  на острове Ява в семье военного врача Якоба Эйнтховена, потомка испанских евреев, переселившихся в Голландию во времена инквизиции в XV веке. Фамилия Эйнтховен досталась от двоюродного деда Якоба — Израиля Давида. Согласно кодексу Наполеона, все граждане Франции и её провинций, которой тогда являлась Голландия, были обязаны обзавестись фамилиями. Двоюродный дед Якоба, взял искажённую фамилию по своему месту жительства, городу Эйндховену. В 1866 году Якоб Эйнтховен умер от инсульта, оставив на руках жены шестерых  детей. Спустя четыре года семья переехала в Утрехт. Там Виллем окончил среднюю школу и поступил на медицинское отделение в Утрехтский университет, заключив армейский контракт для оплаты учёбы, поскольку семья испытывала финансовые затруднения. После прохождения практики в качестве помощника офтальмолога в известной в Голландии глазной больнице, получил степень бакалавра. В 1885 году Эйнтховен защитил степень доктора медицины и философии. Согласно условиям армейского контракта он был обязан пройти службу в медицинском корпусе, однако в том же году был назначен профессором Лейденского университета, что освободило его от воинской повинности. На этой должности он оставался всю свою  жизнь. В студенческие годы он был отличным спортсменом. Был избран президентом союза гимнастов и фехтовальщиков и позже стал одним из основателей Утрехтского студенческого гребного клуба. В 1886 году Виллем Эйнтховен женился на Жанне Луизе де Фогель, сестре бывшего руководителя системы здравоохранения в Голландской Ост-Индии. У них родилось четверо детей. В 1889 году Эйнтховен посетил первый международный конгресс по физиологии в Базеле. Там он познакомился с техникой записи электрокардиограммы, продемонстрированной Огастесом Уоллером  которому ещё за 2 года до этого, впервые удалось записать кардиограмму человека на капиллярном электрометре. В 1893 году на заседании Нидерландской медицинской ассоциации  Эйнтховен предложил к использованию новый термин «электрокардиограмма». Позже, однако, он отказался от авторства в пользу Уоллера. Несмотря на то, что Эйнтховен получил профессию врача-физиолога, он серьезно интересовался физикой. Изучал физические свойства света и их влияние на мышцы глаза, приобретя большой опыт в разработке наиболее современных приборов для количественной оценки физиологических процессов. В конце концов, соорудил прибор, с помощью которого предоставлялась возможность точной записи небольших колебаний электрических потенциалов. Работа продолжалась шесть лет, в результате был создан струнный гальванометр, который состоял из очень тонкого кварцевого провода, удерживаемого под напряжением в магнитном поле. Струнный гальванометр осуществил истинную революцию в изучении заболеваний сердца. С помощью этого прибора врачам открылась возможность точно регистрировать электрическую активность сердца и устанавливать характерные отклонения на кривых электрокардиограммы. Эйнховену удалось получить хорошие электрокардиографические изображения. Каждому циклу сердечного сокращения соответствовало пять зубцов, для которых он ввёл новую номенклатуру: P, Q, R, S, T и U. В 1906 году Эйнтховен опубликовал статью «Телекардиограмма», в которой описал метод записи электрокардиограммы на расстоянии и впервые показал, что электрокардиограммы различных форм сердечных заболеваний имеют характерные различия. В дальнейшем струнный гальванометр был использован для регистрации потенциалов в нервах и электрических колебаний, которые возникают при мышечных сокращениях. Эйнтховен вместе с сыном инженером-электриком применял струнный гальванометр для приема радиотелеграмм с острова Ява, а со временем Эйнтховен-младший использовал вакуумный струнный гальванометр для беспроволочной связи. Эйнтховен не знал о том, что в 1897 году похожее устройство уже было сконструировано как средство связи французским инженером Клементом Адером. Однако аппарат Адера обладал чувствительностью, которой не было достаточно для использования применительно к электрокардиографии. В 1924 году Эйнтховен прибыл в США, где помимо посещения различных медицинских заведений читал лекции. Здесь он узнал о присуждении ему Нобелевской премии. Примечательно, что когда Эйнтховен в первый раз прочитал эту новость в Boston Globe, он подумал, что это либо шутка, либо опечатка. Нобелевская премия в области физиологии и медицины ему была присуждена «За открытия механизма электрокардиограммы». В том же году он получил ещё одну премию с формулировкой «За открытие техники электрокардиограммы». За свою карьеру Эйнтховен написал 127 научных статей. Последняя его работа была опубликована посмертно, в 1928 году, и посвящалась электрическим токам сердца. Исследования Виллема Эйнтховена причисляются к десяти величайшим открытиям в области кардиологии в XX веке. В 1979 году был основан Фонд Эйнтховена, целью которого является организация конгрессов и семинаров по кардиологии и кардиохирургии. Виллем Эйнтховен умер в Лейдене от рака желудка.