Das Geburtsdatum von Simon (Jacobsz.) de Vlieger lässt sich nur aus einem Notariatsprotokoll von 1648 erschließen, in dem sein Alter mit 47 Jahren angegeben wird. Vermutlich wurde er um 1600/01 - möglicherweise in Rotterdam - geboren. Über seine Ausbildung ist nichts bekannt, doch legen die ab 1624 datierten Gemälde eine Auseinandersetzung mit Jan Porcellis nahe, der von 1605 bis 1615 in Rotterdam tätig war. Einflüsse nahm De Vlieger auch von Hendrik C. Vroom und Adam Willaerts auf.
Am 10. Januar 1627 heiratete De Vlieger Anna Gerritdts van Willige. Vier Tage, nachdem De Vlieger zusammen mit seiner wahrscheinlich ebenfalls als Malerin tätigen Schwester Neeltje am 27. April 1634 sein Erbteil empfangen hatte, zog er von Rotterdam nach Delft. Dort schrieb er sich am 18. Oktober desselben Jahres in die St. Lukasgilde ein. Ab dem 1. Juli 1638 ist De Vlieger in Amsterdam nachweisbar. Für die Kupferstiche, die Pieter Nolpe zu dem von Caspar Barlaeus verfassten Bericht über den Einzug der französischen Königin Maria de' Medici im August 1638 anfertigte, lieferte er die Vorstudien und scheint selbst an den Festdekorationen beteiligt gewesen zu sein. Für seinen Wohlstand sprechen nicht nur zahlreiche Aufträge, sondern auch, dass er am 20. Januar 1640 zusammen mit Rembrandt einen großen Betrag dem in finanzielle Schwierigkeiten geratenen Kunsthändler Hendrick van Uylenburgh zur Verfügung stellte. Offenbar hatten De Vliegers Gemälde einen stabilen Marktwert, denn sie wurden als Sicherheit beim Ankauf seiner Häuser akzeptiert. Um 1640 führte er für das Bürgermeisterzimmer im Rathaus von Delft Kartons als Vorlage für Wandteppiche aus. Am 5. Januar 1643 erhielt De Vlieger das Bürgerrecht von Amsterdam, kehrte aber im September des folgenden Jahres nach Rotterdam zurück, um dort die Türen der Orgel der St. Laurenskerk zu bemalen. Im Auftrag der Amsterdamer Nieuwe Kerk führte er ab 1648 ein großes Glasfenster aus und setzte die Arbeit auch nach seiner Übersiedlung nach Weesp zu Beginn des Jahres 1649 fort. Am 16. Oktober 1651 heiratete seine Tochter Cornelia den Maler Pauwels van Hillegaert. Am 28. Februar 1652 hielt sich De Vlieger, der damals bereits Witwer war, noch einmal in Rotterdam auf. Am 13. März des folgenden Jahres wurden die Kosten für sein Begräbnis im Kirchenbuch der reformierten Gemeinde von Weesp verzeichnet.
Außer Seestücken malte De Vlieger auch Portraits, die nur durch Stiche überliefert sind, Genrebilder und Waldlandschaften. In seinen Zeichnungen hielt er häufig topographisch bestimmbare Motive und Figurenstudien fest. Seine Radierungen zeigen Landschaften und Tiere. Zu seinen Schülern gehört Willem van de Velde der Jüngere, der Houbraken zufolge in Weesp bei ihm in die Lehre ging.
