Willem Einthoven werd geboren op 21 mei 1860 op het eiland Java, voorheen een deel van Nederlands-Indië en nu Indonesië. Hij was de oudste zoon van Jacob Einthoven en Louise M. M. C. De Vogel. Toen Willem Einthoven nog maar 6 jaar oud was, overleed zijn vader. Zijn moeder verhuisde het gezin, met inbegrip van de jonge Einthoven en zijn vijf broers en zussen, naar Utrecht, Nederland, een paar jaar later. Op de leeftijd van 18, Einthoven ging de universiteit daar, met de bedoeling om geneeskunde te studeren als zijn vader, die zowel een arts en een militair medisch officier was geweest. Einthoven was een uitzonderlijke student en promoveerde in 1885 na het afronden van een proefschrift over stereoscopie.In 1886 werd Einthoven hoogleraar fysiologie aan de Universiteit Leiden en in datzelfde jaar trouwde hij met zijn neef Frédérique Jeanne Louise de Vogel, met wie hij vier kinderen zou krijgen. Zijn professionele interesses waren gericht op optica, ademhaling en het hart. Rond 1889 woonde Einthoven het eerste Internationale Congres van fysiologen bij, waar hij de Britse fysioloog Augustus Waller het gebruik van een Lippmann capillaire elektrometer zag demonstreren om de elektrische activiteit van het hart vast te leggen. De capillaire elektrometer registreerde potentiaalvariaties, maar vanwege de lange insteltijd gaven de metingen van het apparaat niet direct de timing van potentiële veranderingen in de kloppende hartspier weer. Einthoven deed een analyse van de elektrometer en de curven die het produceerde, wat resulteerde in zijn formulering van een middel om de resultaten van het instrument te corrigeren om een nauwkeurige registratie van de hartcyclus te verkrijgen. Door deze methode te gebruiken, identificeerde Einthoven in 1895 vijf doorbuigingen van elektrische stroom die in een elektrocardiogram verschijnen, die hij realiseerde overeenkwam met variaties in elektrische impulsen op bepaalde punten tijdens de cardiale cyclus en die hij aangewezen P, Q, R, S en T.Ondanks deze prestatie realiseerde Einthoven zich dat Voor regelmatige medische evaluaties van mensen de capillaire elektrometer onpraktisch was vanwege de tijd die nodig was voor het berekenen van correcties. Hij begon een nieuw instrument te ontwikkelen dat potentiële variaties in de tijd direct kon registreren, wat resulteerde in Einthoven ‘ s snaargalvanometer, die hij in 1901 uitvond. Het apparaat was in veel opzichten vergelijkbaar met de snaargalvanometers die al werden gebruikt om de signalen over lange afstand onderzeese kabels te versterken, maar was veel gevoeliger. De Einthoven galvanometer maakte gebruik van een fijne ketting van kwarts verticaal gebalanceerd tussen de twee polen van een magneet, zodat deze werd afgebogen wanneer variatie in elektrische potentiaal zich voordeed. De doorbuigingen kunnen worden versterkt en fotografisch worden vastgelegd of direct op papier worden getraceerd. Einthoven testte het nieuwe instrument en analyseerde de resultaten die hij in de loop van vele jaren behaalde om de precisie en bruikbaarheid voor medische werkzaamheden te garanderen. Het instrument was een belangrijk element in zijn uitvinding van de elektrocardiograaf in 1903.Einthoven publiceerde de eerste gedetailleerde beschrijving van zijn galvanometer in 1909, en de belangstelling voor het apparaat was aanzienlijk. Tegen die tijd had Einthoven al bevestigd dat de grafische weergave die hij kreeg van zijn gecorrigeerde werk met de capillaire elektrometer bijna identiek was aan de elektrische golfvormen die zijn galvanometer liet zien, wat bevestigde dat hij een manier had gevonden om een echt elektrocardiogram te maken. Einthoven had ook al ontdekt dat elektrocardiogrammen in het algemeen voldoen aan een basistype, dat individuen produceren hun eigen karakteristieke elektrocardiogrammen typisch in overeenstemming met dit type, en dat afwijkingen worden vaak geassocieerd met hart-en vaatziekten. In 1906 en 1908 publiceerde hij artikelen die talrijke voorbeelden bevatten van elektrocardiogrammen verkregen van patiënten met verschillende soorten hartafwijkingen. Van 1908 tot 1913 richtte hij zijn inspanningen om zich te concentreren op het gezonde hart om de elektrische activiteitspatronen die het produceert beter te herkennen en zo een beter vermogen te ontwikkelen om ziektegerelateerde verschillen met de patronen te detecteren.
toen Einthoven ‘ s galvanometers in de handel kwamen, begonnen de instrumenten al snel in fysiologische laboratoria en uiteindelijk in de meeste ziekenhuizen te verschijnen. Dit stond andere onderzoekers toe om studies uit te voeren gelijkend op Einthoven ‘ s, die het vermogen van medische professionals sterk verbeteren om hartproblemen te diagnosticeren. Toen Thomas Lewis zijn klassieke tekst over het mechanisme van de hartslag publiceerde, erkende hij treffend zijn schuld aan Einthoven door het werk op te dragen aan de baanbrekende fysioloog. Hartartsen en fysiologische onderzoekers over de hele wereld zijn nog steeds hetzelfde krediet verschuldigd aan Einthoven. Hoewel moderne elektrocardiografen zich sinds het begin van de 20e eeuw hebben ontwikkeld, functioneren ze nog steeds op dezelfde basisprincipes als Einthoven.Voor zijn ontdekking van het mechanisme van het elektrocardiogram kreeg Einthoven in 1924 de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde. Tijdens zijn aanvaarding van de grote eer erkent hij bescheiden de bijdragen van vele anderen die het werk mogelijk hebben gemaakt. Einthoven, lid van de Koninklijke Academie van Wetenschappen, bleef tot aan zijn overlijden in 1927 hoogleraar aan de Universiteit Leiden.