Goltzius wspólnie z Cornelisem van Haarlemem i Carelem van Manderem założyli manierystyczną akademię haarlemską, nazywaną Szkołą w Haarlem, pierwszą holenderską akademię sztuki.
Przełomem w życiu artysty był wyjazd do Włoch w 1590, poznał wówczas prace Michała Anioła i innych mistrzów włoskiego renesansu, by po powrocie do ojczyzny porzucić manieryzm na rzecz bardziej klasycznego podejścia do sztuki. Ok. 1600 roku, mając już ukończone 42 lata, Goltzius zrezygnował z rytownictwa na rzecz malarstwa, prawdopodobnie z powodu problemów ze wzrokiem. Znanych jest ok. 50 jego obrazów, były to głównie portrety i sceny mitologiczne, wszystkie z lat 1600–1617.
Zmarł 1 stycznia 1617 i został pochowany w kościele Świętego Bawona w Haarlemie.
Prace Obrazy Śmierć Adonisa - 1609, 76,5 × 76,5 cm, Rijksmuseum Amsterdam Danae, 1603 Minerwa - 1611, 214 × 120 cm, Frans Hals Museum Merkury - 1611, 214 cm x 120 cm, Frans Hals Museum Herkules i Kakus - 1613, 207 × 142,5 cm, Frans Hals Museum Adam, 1613 Ewa, 1613 Jupiter i Antiope - 1616, 122 × 178 cm, kolekcja prywatna Wertumnus i Pomona - 1613, 90 x 149 cm, Rijksmuseum Lot z córkami - 1616, 140 x 204 cm, Rijksmuseum Amsterdam Kadmos zabijający smoka - ok.