Хеемскерк принял участие в в двух экспедиций в Арктику под руководством Виллема Баренца в поисках северного морского пути в Азию. После смерти Баренца, он с остатками экспедиции вернулся в Амстердам. В 1603 году он был адмиралом в Южной Азии, где успешно противостоял Португалии. 25 апреля 1607 года он возглавлял флот из 27 судов в морском сражении при Гибралтаре, где полностью уничтожил испанскую армаду, но сам был убит.
Похоронен в Старой церкви в Амстердаме.
Его имя носили несколько кораблей нидерландского флота, в том лёгкие крейсера типа «Тромп». Также имя адмирала носит тип фрегатов нидерландского флота.