Hijo de Jacobus van der Waals y
Elisabeth van den Burg. Fue profesor de una escuela y más tarde pudo asistir a
la universidad, a pesar de su desconocimiento de las lenguas clásicas. Estudió
entre 1862 y 1865,
licenciándose en matemáticas y física.
Se casó con Anna Magdalena Smit y tuvo cuatro hijos: tres mujeres (Anne
Madeleine, la poetisa Jacqueline Elisabeth, Johanna Diderica) y un varón (el
físico Johannes Diderik Jr).
En 1866,
fue director de una escuela secundaria de La
Haya. En 1873,
obtuvo el grado de Doctor por sus tesis titulada "Over de Continuïteit van
den Gas - en Vloeistoftoestand"
(Sobre la continuidad de los estados líquido y gaseoso). En 1876,
se convirtió en el primer profesor de física de la Universidad de
Ámsterdam.
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