De 1982 à 1997, comme président de la Banque centrale du royaume des Pays-Bas, successeur de l'ancien Premier ministre et respecté Jelle Zijlstra, il se fait connaître à l'étranger par la promotion d'une politique monétaire rigoureuse et d'un florin fort. Il gagne le surnom de « Monsieur quinze minutes » pour sa réactivité quant aux ajustements découlant des changements de taux de la Banque fédérale d'Allemagne.
Le , il succède au baron belge Alexandre Lamfalussy à la tête de l'Institut monétaire européen, l'embryon de la Banque centrale européenne (BCE), au grand dam des Français qui avaient conclu un accord avec les Allemands : le siège de la BCE à Francfort-sur-le-Main contre un président issu du sérail français. Or la France ne dispose pas de candidat valable disponible. Le gouvernement Jospin (1997-2002) négocie la nomination de son poulain Jean-Claude Trichet pour succéder à Duisenberg dès la moitié du mandat de ce dernier[4]. Du au , Wim Duisenberg est président de la Banque centrale européenne. Le , onze pays décident officiellement de passer à l'euro. Le , Wim Duisenberg dévoile les sept nouveaux billets de banque de l'euro[5].
En 2002, Jean-Claude Trichet est poursuivi dans l'affaire du Crédit lyonnais et n'accède au poste qu'en 2003 après qu'il soit blanchi[2]. À cette époque, Wim Duisenberg refuse officiellement de céder la place tant que Trichet est cité en justice : « Le travail dure huit ans. J'ai maintenant 62 ans et j'ai encore beaucoup de temps devant moi ». Lorsque l'affaire est résolue, il démissionne après 5 ans et 5 mois de mandat.
Du lancement de la monnaie européenne à la fin du mandat de Duisenberg, le cours de l'euro passe de 1,18 à 0,85 dollar[2] pour remonter à nouveau à 1,18 dollar. Wim Duisenberg déclare le à l'occasion de la fête donnée pour son départ :
« Tout compte fait, j'ai eu le privilège de contribuer à écrire l'histoire. Assumer la responsabilité de l'introduction d'une nouvelle monnaie est le rêve de tout banquier central, je pense. Un rêve qui, pour moi, est devenu réalité. Ce rêve ne se serait toutefois jamais réalisé sans votre soutien, votre engagement, votre volonté et vos efforts à tous. Je me sens particulièrement privilégié d’avoir pu travailler avec vous. Vous avez toutes les raisons du monde d’être fiers de ce que vous avez réalisé. »
Mort
Wim Duisenberg décède le dans sa résidence de Faucon dans le sud de la France[6]. Il est retrouvé inanimé dans sa piscine. Alertés, les pompiers ne parviennent pas à le réanimer. Il s'agit d'une « mort naturelle due à une noyade suite à un problème cardiaque », indique le procureur de la République de Carpentras Jean-François Sanpieri.
Dès les années 1960, il rejette le keynésianisme et son principe fondateur d'arbitrage entre inflation et chômage[7], considérant que le keynésianisme n'est au fond qu'une réhabilitation de l'inflation comme moyen de favoriser la croissance et de réduire le chômage. Il n'adhère pas non plus aux approches économiques par la dévaluation qui fauche les moyens des ménages selon lui[2].