Op 11 maart 1793 wordt in huize "De Gulden Voet" aan het Sint-Bavoplein (gesloopt in 1974, een gedenkplaat markeert de plek) bij de familie Willems een jongetje geboren. Hij groeit op als oudste van veertien kinderen in een kleinburgerlijk milieu, dat geleidelijk wegsukkelt in armoediger omstandigheden. Vader kan lezen en schrijven en is belastingontvanger en gemeenteraadslid in Boechout. Wanneer er een overheidsdecreet komt in 1807, dat bepaalt dat ambtenaren Frans moeten kunnen spreken, verliest vader Willems zijn betrekking. Wellicht liggen hier de eerste kiemen van zoonliefs flamingantisme. Bij Jan komt Frans op de tweede plaats, dus hij is de juiste man om een lans te breken voor de Vlaamse taal.

Zijn ouders hebben een loopbaan als koster voor hem in gedachten, daarom wordt hij naar Lier gestuurd voor onderricht, waar hij met de Bergmanns in contact komt. Daar krijgt hij een aantal principes mee: verdraagzaamheid op godsdienstig gebied, interesse in de eigen taal, voorliefde voor de liberale vrijheid. 

Hij trekt naar Antwerpen en belandt daar in 1809 bij een notaris als klerk. Hij publiceert gedichten in de Almanak van het "Tael- en Dichtlievend Genootschap". In 1815 wordt hij adjunct-stadsarchivaris van Antwerpen en eind 1821 bevorderd tot ontvanger van de registratie. Zijn gedicht 'Aan de Belgen - Aux Belges' zorgt in 1818 al voor heel wat ophef. Tijdens het Hollands Bewind ontpopt hij zich tot vurig 'orangist' en publiceert zijn "Verhandeling over de Nederduytsche tael- en letterkunde, opzigtelyk de zuydelijke provintiën der Nederlanden" (1819-1824). Een hele mondvol, maar het gaat dan ook over een Grootnederlandse eenheidstaal.

Bij de Belgische Omwenteling in 1830 kiest Jan Frans partij voor Nederland. Na de Belgische onafhankelijkheid wordt hem dat enthousiasme voor koning Willem I niet in dank afgenomen en Jan Frans wordt in 1831 als represaille overgeplaatst naar de kleine stad Eeklo als ambtenaar van de registratie. Juist in die periode verliest hij ook nog eens twee van zijn kinderen.

In 1834 publiceert Willems een moderne bewerking van de "Reinaert", waarvan de voorrede vaak wordt beschouwd als een strijdkreet die de Vlaamse beweging op gang brengt. Gerehabiliteerd wordt Willems in maart 1835 aangesteld als ontvanger van de registratie te Gent. Kort daarop wordt hij lid van de Koninklijke Academie omwille van zijn grondige kennis van de Middelnederlandse letterkunde. Hij wordt in Gent de spil van de jonge Vlaamse Beweging.

In 1836 richt hij samen met Jan-Baptist David de "Maetschappij ter bevordering der Nederduytsche Tael- en Letterkunde" op. Deze vereniging geeft het eerste wetenschappelijke tijdschrift in Vlaanderen uit: "Belgisch Museum". Rond Willems scharen zich o.a. Ledeganck, David, Van Duyse en anderen. Hij steunt het geruchtmakende Vlaams Petitionement van 1840, dat de vernederlandsing van de administratie, het gerecht en het onderwijs vooropstelt.

In Gent leidt hij de toneelkring "De Fonteinisten". De toelating om in de stedelijke schouwburg te kunnen optreden, wordt op de valreep ingetrokken. Willems' verontwaardiging en protesten zijn zo heftig, dat een dodelijke beroerte hem op 24 juni 1846 treft. Hij wordt op het Campo Santo in Sint-Amandsberg begraven.

De eerste grote Vlaamsgezinde cultuurvereniging van liberale strekking krijgt zijn naam, het Willemsfonds.