Marleen Veldhuis je nekdanja igralka vodnega pola, ki jo je kombinirala s plavanjem. Po tem, ko se je odločila, da se bo popolnoma osredotočila na plavanje, je Veldhuis prvič nastopila na mednarodnem prvenstvu leta 2002 na evropskem prvenstvu v vodnih športih.
v Berlinu, v relativno pozni starosti 23 let, kjer je osvojila bronasto medaljo na 4 × 100 m svobodni stil kot del ekipe z Manon van Rooijen, Chantal Groot in Wilma van Hofwegen. Ob koncu leta je tekmovala v Riesi na evropskem prvenstvu v plavanju na kratkih progah leta 2002. Tam je osvojila bronaste medalje v obeh štafetah, 4 × 50 m svobodni stil in 4 × 50 m medley.