Хеда родился в Нидерландах, в городе Харлеме, где художник прожил всю жизнь. Первые шаги в живописи делал под руководством своего отца, Геррита Виллемса Хеды: в начале своей карьеры живописца он увлекался картинами на религиозные сюжеты и портретами, но затем полностью переключился на натюрморты.
Хеда, а также оказавший на него влияние Питер Клас — самые значительные представители такого рода натюрмортов в Голландии. Этих двух харлемских мастеров часто сравнивают. Оба они создавали скромные «завтраки» с простым набором незамысловатых предметов.
Один из сыновей мастера, Геррет Виллемс Хеда (1620—1702), также стал живописцем. Как и отец, руководивший его обучением, Геррет избрал своим жанром натюрморт и писал в той же монохромной манере. Виллем Хеда имел много учеников и последователей, но главным из них был Геррет.
Мастер умер около 1680 г. в Харлеме. Влияние его на других художников было значительным.