Han avsluttet studieårene med å studere historie ved Universitetet i Leiden, der både hans mor og bestemor hadde studert. I løpet av studenttiden fikk han tilnavnet takket være sin entusiastiske deltagelse i studentlivet utenfor forelesningene. Han forsvarte sin hovedoppgave i 1993. Temaet var hvordan Nederland reagerte på at Frankrike bestemte seg for å anta innen NATO. Oppgaven ble aldri publisert og er ikke allment tilgjengelig. Dermed er det umulig for utenforstående å bedømme hvor godt prinsens vitenskapelige arbeid var. Deretter begynte læretiden for å bli konge. Willem-Alexander hadde praksisperioder i Flyvåpenet, der han blant annet utdannet seg til flyver, og i Hæren.