Sus primeras pinturas datan de 1602 y ya entonces demostró su habilidad para el retrato; a destacar el retrato colectivo Compañía militar del Rijksmuseum de Ámsterdam.

Alcanzó rápido éxito como retratista y ello le proporcionó múltiples encargos privados.

Se pueden citar un Autorretrato ya de su vejez (Mauritshuis de La Haya) y un incisivo retrato que hizo de Abraham Bloemaert (1609; Utrecht, Centraal Museum) el cual alcanzó gran difusión mediante grabados de Jacob Matham, Willem van Swanenburg y otros.

Moreelse también tocó otros temas: temas pastoriles, mitología (Cimón y Pero; Edimburgo, National Gallery of Scotland) y religión (La decapitación de san Juan Bautista; Lisboa, Museu Nacional de Arte Antiga).

Entre sus discípulos se cuenta el tenebrista Dirck van Baburen y su hijo Johannes Moreelse.