Er wolle sich zukünftig als Einzelanwalt seinen „vielfältigen fachlichen und publizistischen Interessen widmen“, so Willemsen in einer Mitteilung. Er startete 1983 seine berufliche Laufbahn bei Bruckhaus Kreifels Winkhaus & Lieberknecht und wurde 1986 dort Partner. In der Folge erlebte er zunächst 1990 die Fusion zu Bruckhaus Westrick Stegemann und 2000 zu Freshfields Bruckhaus Deringer.
Willemsen war als Arbeitsrechtler bei Freshfields insbesondere bei Umstrukturierungen, Führungskräftefragen (auf Unternehmensseite), betrieblicher Altersversorgung sowie im internationalen Arbeitsrecht ein gefragter Berater und gilt hierzulande als einer der führenden Arbeitsrechtler.
Seit seinem altersbedingten Ausscheiden aus der Freshfields-Partnerschaft vor einigen Jahren widmet sich Willemsen als of Counsel insbesondere juristischen Fragen, stand aber dem Arbeitsrechtsteam noch bei vielen komplexen Mandaten beratend zur Seite. Er ist unter anderem Lehrbeauftragter an einigen Universitäten und war Vorsitzender des Arbeitsrechtsausschusses im Deutschen Anwaltverein (DAV). Dort hatte es zuletzt Streit um eine Stellungnahme des Ausschusses zum Arbeitsrecht in Pandemiezeiten gegeben.