Figlio dell'architetto e dello scultore Cornelis Bloemaert, dal quale ricevette le prime lezioni prima di recarsi ad Utrecht nel 1575, dove, dopo un breve periodo di studio autodidatta sui manieristi di Anversa, Bloemaert divenne allievo di Gerrit Splinter e di Joos de Beer.
Presso quest'ultimo venne a contatto con la pittura fiamminga di Anthonie Blocklandt formatasi su una base romana-parmigiana.
Nel 1580 si trasferì a Parigi per seguire un perfezionamento artistico sotto la guida di vari maestri, tra i quali Hieronymus Francken I e Jean Bassot.
Durante il triennio di formazione francese si rivelò fondamentale anche la permanenza presso la scuola di manieristica di Fontainebleau.