Вилемстад су 1634. основали Холанђани. Прво је насељавана област De Punt (данас: Пунда), где је 1635. саграђена тврђава Амстердам. Четврт Отрабанда је основана 1707. Центар Вилемстада је 1997. стављен на УНЕСКО-ву листу светске баштине. Од 1920-их, у граду се налази једна од највећих рафинерија нафте на свету. У њој се прерађује нафта из Венецуеле.