Nach Abschluß seiner Studien war Geyl in London von 1913 an zunächst journalistisch als Korrespondent des "Nieuwe Rotterdamsche Courant" tätig, bis ihm 1919 eine dort eingerichtete Stiftungsprofessur für niederländische Geschichte übertragen wurde. 1936 an die Universität Utrecht berufen, wirkte er dort bis zu seiner Emeritierung 1958. Als Gegner des Nationalsozialismus war er von 1940 bis 1944 Verfolgungen ausgesetzt. Über ein Jahr war er im Konzentrationslager Buchenwald inhaftiert.

Geyl war ein Historiker, der auch politisch wirken wollte. In vielen Einzelbeiträgen, wie auch in seinem Hauptwerk, der bis 1798 reichenden "Geschiedenis van de Nederlandes stam" (4 Bände 1930-1959), betonte er die "Stammverwandtschaft" von Flamen und Niederländern und vertrat in einem großniederländischen Sinn die Zusammengehörigkeit der nördlichen und der südlichen, 1831 als belgisches Königreich abgetrennten, Niederlande (Eenheid en tweeheid in de Nederlanden, 1946). Arnold Toynbees pessimistischer Sicht des Geschichtsablaufs trat er ebenso energisch entgegen, wie er die distanzierte Kulturbetrachtung Johan Huizingas für weltfremd und gefährlich hielt.