Se doctoró en Amsterdam con una tesis sobre geometría algebraica que supervisó Hendrick de Vries.
A los veintisiete años publicó su famosa Moderne Algebra, un influyente tratado en dos volúmenes sobre la llamada álgebra abstracta, obra aún citada y quizás la primera que trata el tema como un todo integral.
Este trabajo sistematizó un amplio cuerpo de investigaciones realizadas por Emmy Noether, David Hilbert, Richard Dedekind y Emil Artin.
En julio de 1929 se casó con la hermana del matemático Franz Rellich, Camilla Juliana Anna, y tuvieron tres hijos.
Mientras surgía el llamado Tercer Reich, y durante la Segunda Guerra Mundial, van der Waerden permaneció en Leipzig y dejó pasar diversas oportunidades para abandonar la Alemania nazi e instalarse en Princeton o Utrecht.