Su madre era pianista y le enseñó a tocar el piano, su padre era ingeniero y pasó su infancia en los Países Bajos.

Era católico y tras la secundaria, estudió en la compañía de Jesús.

En octubre de 1935, se doctoró cum laude con sus tesis "Pantheïsme en Monisme in de Javaansche Soeloek Literatuur" y terminó teología antes de regresar a Java, viviendo en Maastricht y sufriendo la ocupación nazi de Bélgica durante la Segunda Guerra Mundial, por la que se refugió en Francia.

Tras su regreso, le ofrecieron un puesto en la Universidad de Indonesia, que rechazó para estudiar más el javanés residiendo en Yogyakarta.

Cuando las fuerzas japonesas entraron en Indonesia en 1942, Zoetmulder fue internado como ciudadano neerlandés, y tuvo suerte de publicar sus estudios en neerlandés en 1954 ("De Taal van het Adiparwa") y en indonesio en 1950 ("Bahasa Parwa") con la ayuda de I. R. Pedjawijatna.