I april 2006 satte Veldhuis sammen med Chantal Groot, Hinkelien Schreuder og Inge Dekker en verdensrekord og vandt guldmedalje i 4×100 m freestyle-stafetten ved FINA Short Course World Championships 2006. Hun formåede ikke at forsvare sin 50 m freestyle-titel og endte på tredjepladsen. Hun sluttede anden bag sin rival Libby Lenton i 100 m freestyle. Om sommeren deltog hun i Europamesterskabet i vandsport i 2006.
, i Budapest, Ungarn, hvor hun endte på andenpladsen i 100 m freestyle, bag den tyske Britta Steffen, der slog verdensrekorden, og tredjepladsen i 50 m freestyle. I 4×100 m freestyle-stafet modtog hun en sølvmedalje sammen med Chantal Groot, Inge Dekker og nykommeren Ranomi Kromowidjojo. Efter disse mesterskaber slog hun op med sin træner, Fedor Hes, og begyndte at arbejde med Jacco Verhaeren, der på det tidspunkt også arbejdede med den tredobbelte olympiske mester Pieter van den Hoogenband. I Helsinki forsvarede hun med succes sine 50 m og 100 m freestyle titler ved det europæiske short course svømme mesterskab 2006, men mistede sine stafetitler, da hendes hold endte på andenpladsen i 4 × 50 m freestyle og ikke startede i 4 × 50 m medley. Lige før disse mesterskaber havde hun forbedret Annemarie Verstappens langvarige 200 m freestyle nationale rekord.