Willemeau aurait une origine très ancienne si on se réfère aux découvertes archéologiques faites en 1985. En effet, des fouilles ont permis de mettre à jour les restes d'une villa romaine datant du IIe siècle après Jésus-Christ et qui a été détruite lors des grandes invasions qui ont mis fin à l’Empire Romain d’Occident.
Même si rien de sérieux ne l’atteste ; le nom du village viendrait de Willemus qui aurait été propriétaire de cette villa gallo-romaine.
Les premières sources écrites au sujet de Willemeau datent de 899. Plusieurs grands seigneurs ont dominé le village comme l’Abbé de Saint-Amand à partir de 925 ou les familles d’Haudion et de La Motte Baraffe. En 1634, l’Abbé de Saint-Amand fait établir un plan terrier avec les propriétaires et les fermiers de chaque parcelle. Ce plan remarquable est conservé aujourd’hui aux Archives Départementales du Nord.
7 hameaux relèvent du village de Willemeau. Celui du Mont au Gris est un des points culminants de la vallée du Rieu de Barges.
Le toponyme Maladrerie rappelle l’existence d’un petit hôpital qui a acueilli les lépreux au Moyen-Âge.
Willemeau (comme d’autres villages de la Pévèle belge) a fusionné avec Tournai en 1977.

L’église Saint-Géry
Elle a été élevée sur la place entre 1859 et 1863. Le clocher s'inspirerait avec ses cinq tours de la cathédrale de Tournai. En face se trouve la ferme- brasserie Fievez puis Derasse fondée par Ferdinand Fievez qui avait ajouté une brasserie et un cabaret à sa ferme en 1833.

La Cense des Lamotte-Baraffe
Il s’agit d’un ancien château-ferme du nom de la famille à qui il a appartenu probablement suite au mariage de François avec Yolande de Saint-Genois, dame d’Haudion, dont le premier ancêtre, maître du lieu, est cité en 1400. Le donjon en pierre de Tournai utilisée en moellons remonte probablement au XIVe siècle. Il est flanqué sur un de ses angles d’une tourelle circulaire contenant un escalier à vis. Le logis rectangulaire date de 1638 comme l’indique une pierre insérée dans sa tour. Le reste du bâtiment a été élevé au XIXe siècle et régulièrement modifié (voir photo ci-contre).

La Ferme du Marais
Grande ferme du XVIIIe siècle qui tient son nom de l'aspect marécageux de l'endroit. Ces marais ont joué un rôle en 1214 pour ralentir les ennemis de Philippe-Auguste, lui permettant ainsi de remporter la bataille de Bouvines.