In april 2006 heeft Veldhuis samen met Chantal Groot, Hinkelien Schreuder en Inge Dekker een wereldrecord neergezet en de gouden medaille gewonnen in de 4×100 m vrijloopstaf op de FINA Short Course World Championships 2006. Ze slaagde er niet in haar 50 m vrije titel te verdedigen en eindigde derde. Ze eindigde als tweede achter haar oude rivaal Libby Lenton in de 100 m vrije stijl. In de zomer van 2006 deed ze mee aan het Europees Kampioenschap Watersport.
Ze eindigde als tweede op de 100 m vrije stijl, achter de Duitse Britta Steffen die het wereldrecord brak, en als derde op de 50 m vrije stijl. In de 4×100 m vrije stroom relay ontving ze een zilveren medaille samen met Chantal Groot, Inge Dekker en nieuwkomer Ranomi Kromowidjojo. Na deze kampioenschappen scheidde ze zich van haar coach, Fedor Hes, en begon te werken met Jacco Verhaeren, die op dat moment ook werkte met de drievoudige olympische kampioen Pieter van den Hoogenband. In Helsinki verdedigde ze met succes haar 50 m en 100 m vrije titels op het Europees Kampioenschap Zwemmen op korte afstand 2006, maar verloor haar relaytitels toen haar team tweede eindigde in de 4 × 50 m vrije stijl en niet startte in de 4 × 50 m medley. Vlak voor deze kampioenschappen had ze Annemarie Verstappens lang bestaande nationale record op 200 m vrije stijl overtroffen.