Astronome néerlandais.
Professeur et directeur de l'Observatoire de l'Université de Leyde, Pays-bas.

Il est l'un des premiers à évoquer, en 1917, la possibilité d'une solution cosmologique, sur la base des travaux de la relativité générale d'Einstein, d'un Univers vide, différente de celle d'Einstein dans laquelle les objets distants présentent un décalage des fréquences proportionnel à la distance, ce qui sera compris plus tard comme une conséquence de l'expansion de l'univers.

Il contribue aussi à améliorer la compréhension de la cosmologie. Une de ses œuvres importantes est la co-rédaction d'un article avec Albert Einstein en 1932, dans lequel ils conjecturaient qu'il devait y avoir dans l'univers une grande quantité de matière qui n'émettait pas de lumière, désignée actuellement comme la matière sombre.

De Sitter est renommé pour ses travaux sur la planète Jupiter.

Il est président de l'Union astronomique internationale de 1925 à 1928.
Élu correspondant de l'Académie des sciences le 15 mai 1933 (section d’astronomie).