Официальный титул — Его Королевское Высочество Виллем-Александр Клаус Георг Фердинанд, Принц Оранский, Принц Нидерландский, Принц Оранский-Нассау, господин ван Амсберг.
Первый ребенок Принцессы (будущей королевы) Беатрикс и Принца Клауса. После коронации Беатрикс — его матери 30 апреля 1980 года получил титул Prins van Oranje (Принц Оранский).
Его мать, правящая королева Нидерландов Беатрикс — прапраправнучка российского императора Павла Первого.
Он и два его брата — Принц Йохан Фризо (1968) и Принц Константин (1969) выросли в замке Drakensteyn.
Виллем-Александр по образованию историк, окончил Лейденский университет (1987—1993). Как будущий конституционный монарх он проходил стажировку в различных государственных учреждениях и в армии. Имеет воинские звания в Королевских Сухопутных войсках, Королевском Военно-морском флоте и Королевских Военно-Воздушных силах. Является адъютантом Особой Службы Её Величества Королевы. В 1985 году, по исполнении восемнадцати лет, он получил место в Государственном Совете. Принц Оранский часто представляет Королевский Дом на официальных мероприятиях в Нидерландах и за рубежом. Кроме того, он наносит рабочие визиты в провинции, муниципалитеты и общественные организации.
Если Виллем-Александр вступит на престол (как король Виллем IV), он станет первым мужчиной на нидерландском престоле более чем за 100 лет. Он является первым мужчиной-принцем Оранским с 1884 года.
31 марта 2001 года королева Нидерландов Беатрикс и принц Клаус объявили о помолвке своего старшего сына, принца Оранского Виллема-Александра и аргентинки Максимы Соррегьеты.
2 февраля 2002 года состоялась сначала гражданская церемония бракосочетания принца Оранского и Максимы. Она проходила в здании Старой Биржи (Beurs van Berlage). Проводил бракосочетание бургомистр Амстердама Йоб Кохен.
Позднее в тот же день состоялась церемония церковного бракосочетания в Ниувекерк. Церковное бракосочетание проводил епископ C.A. тер Линден. В службе участвовал аргентинтский пастор Рафаэль Браун. Служба проводилась на нидерландском и частично английском и испанском языках.
Максима в результате замужества получила личный титул Принцесса Нидерландов.
7 декабря 2003 года в госпитале Bronovo в Гааге у принца Виллема-Александра и принцессы Максимы родилась дочь — принцесса Катарина-Амалия Беатрикс Кармен Виктория. Её официальные титулы — принцесса Нидерландов, принцесса Оранская-Нассау. В линии наследования престола она следует сразу за своим отцом.
Принцесса Алексия Юлиана Марсела Лаурентин, младшая дочь Виллема-Александра и Максимы, родилась 26 июня 2005 года. Принцесса Алексия — третья в линии наследования престола.
С 2003 года принц Виллем-Александр и принцесса Нидерландов Максима с детьми живут в поместье Villa Eikenhorst в деревне Вассенар.
25 сентября 2006 года королевский дворец официально объявил о том, что принц Оранский и принцесса Максима ожидают рождения третьего ребёнка в апреле 2007 года.
10 апреля 2007 года в госпитале Bronovo в Гааге у Виллема-Александра и Максимы родилась третья дочь — принцесса Ариана Вильгемина Максима Инес. Принцесса стала четвёртой в линии наследования престола.
Особое внимание Принц уделяет такой отрасли, как гидротехника. Он активный участник международных конгрессов и симпозиумов, посвящённых этой теме. Является почётным членом Всемирной Водной Комиссии XXI века (World Commission on Water for the 21 Century) и покровителем организации «Всеобщее Партнерство по вопросам водного хозяйства» (Global Water Partnership). Под его руководством проводился Второй Водный Мировой Форум в марте 2000 г. в Гааге.
Принц любит спорт, с 1986 по 1992 он постоянно участвовал в Нью-Йоркском марафоне. С 1998 года он возглавляет Олимпийский комитет Голландии.
С 1998 года — член Международного олимпийского комитета.
С 1999 года по 2003 год — член комиссии МОК по олимпийской солидарности.
В 2002 году — член комиссии МОК по завершении реформы МОК 2000 года.
В 2003 году — член оценочной комиссии XXI зиминих Олимпийских игр 2010 года
С 2003 года — член Координационной комиссии зимних Олимпийских игр 2010 года в Ванкувере.
С 2007 года — член Координационной комиссии XXII зимних Олимпийских игр в Сочи 2014 года
Несколько раз посещал Россию.
В сентябре 1996 года Виллем-Александр прилетал в Санкт-Петербург на празднование Дней Нидерландов, самостоятельно пилотируя самолет.
Посетил Санкт-Петербург в сентябре 2003 года.