Después de asistir a l'Académie de Malinas, y trabajar como restaurador en Bruselas, Florent Willems vendió su primer cuadro en el Salón de París de 1840 por 250 francos. Sir Hamilton Seymour le encargó retratos de su esposa e hijos que tendría un éxito considerable. Dos de sus obras expuestas en 1842 en Bruselas - Le corps-de-garde y La leçon de musique - fueron adquiridas por los reyes belgas y a Willems le encargaron muchos retratos de la corte con trajes históricos.
Entre sus obras también se encuentran: La Veuve (1861), L'Accouchée (1863), Sortie (1863) Aux armes de Flandre (1864), etc. Se especializó en retratos de mujeres de pie con elegantes paños de seda inspirados en tapices de los siglos XVII y XVIII, muchas veces acompañadas por pequeños perros falderos o lebreles.
El Musée du Louvre lo invitó a participar en la restauración de algunos de sus cuadros, sobre todo el San Juan Bautista de Rafael.