Als zoon van een hervormde predikant studeerde Willem Kooiman theologie in Groningen. In 1925 ging hij over naar de Evangelisch-Lutherse Kerk en studeerde af aan het Evangelisch-Luthers Seminarium in Amsterdam. Hij diende de lutherse gemeenten Wildervank (1927), Deventer (1929) en Amsterdam (1935-1945).

In 1943 promoveerde Kooiman op een proefschrift over Luther’s kerklied in de Nederlanden en was vervolgens van 1945 tot aan zijn dood hoogleraar aan de Universiteit van Amsterdam en vanaf 1946 tevens aan het Evangelisch-Luthers Seminarium.

Naast de Lutherstudie richtte Kooiman zich op thema’s uit de Nederlandse lutherse geschiedenis, zoals de verbindingen tussen de lutheranen in Nederland en de Nederlandse lutherse gemeenten in Noord-Amerika. Maar ook de liturgiek en haar praktische toepassing in de gemeente waren voor hem belangrijk. Tastbaar is dat bijvoorbeeld in de Maarten Lutherkerk in Amsterdam, die in 1937 werd ingewijd. Als secretaris van de bouwcommissie wist Kooiman zijn liturgische opvattingen te vertalen in het ontwerp van het interieur van de kerk, met name in de inrichting van het koor.

Kooiman leerde zijn studenten naar Luther zelf te luisteren, als historische gestalte en tegelijk als een theoloog die in zijn uitspraken de historische afstand verrassend kan doen vergeten.