Klaas-Jan de Groot begann seine musikalische Laufbahn bereits in jungen Jahren als Sopranist im Knabenchor von Kampen. Nach seinem Studium am Königlichen Konservatorium in Den Haag (NL) und am Royal Welsh College of Music & Drama (UK) begann er, als professioneller Dirigent und Chorleiter zu arbeiten. Seit 2016 ist Klaas-Jan stellvertretender Chorleiter an der Niederländischen Nationaloper. Er hat bei zahlreichen Produktionen assistiert, u. a. bei den großen Opern von Verdi, Puccini und Wagner. Mit dem Chor der DNO war er auch als Chorleiter für verschiedene Opernproduktionen und andere Chorprojekte tätig. Als Gastchorleiter hat Klaas-Jan de Groot den Niederländischen Rundfunkchor (Groot Omroepkoor) auf die Aufführungen von "Nabucco", "Semiramide", "Il piccolo Marat", "Jenůfa" und "Fedora" im Concertgebouw in Amsterdam vorbereitet. Außerdem bereitete er den Chor für eine Aufnahme von "Schaduwen over Atlantis" von Karel Mengelberg vor. In den Sommern 2018, 2019 und 2021 arbeitete er als stellvertretender Chorleiter bei den Bayreuther Festspielen an allen Wagner-Opern außer dem "Ring".
Mit dem Orchester des 18. Jahrhunderts war Klaas-Jan Assistenzdirigent für halbszenische Aufführungen von "Don Giovanni" (2019) und "Der Schauspieldirektor" (2021). Bei letzterem dirigierte er auch eine Aufführung im Konzertsaal in Zwolle. An der Opera Zuid (Maastricht) hat er bei vielen Produktionen als Chorleiter und Assistenzdirigent gearbeitet. Hier dirigierte er auch mehrere Aufführungen ("Un ballo in maschera" und "Fantasio") mit dem Orchester der Philharmonie Zuid-Nederland. In den Jahren 2020-2021 bereitete er den Rotterdam Symphony Chorus auf zwei Livestreams von Beethovens Sinfonie Nr. 9 und Bachs "Matthäus-Passion" vor. Im Jahr 2021 erhielt Klaas-Jan den renommierten Dirigentenpreis des Anton Kersjesfonds als Stipendium zur weiteren Unterstützung seiner Entwicklung und Karriere.
Seit der Spielzeit 2022/23 ist Klaas-Jan de Groot Chordirektor am Aalto Theater.