Marleen Veldhuis egykori vízilabda-játékos, aki úszással kombinálta. Miután úgy döntött, hogy teljes mértékben az úszásra összpontosít, Veldhuis a 2002-es vízi atlétikai európai bajnokságon debütált.
Berlinben, viszonylag későn, 23 évesen, ahol bronzérmet nyert a 4 × 100 m szabad stílusban, Manon van Rooijen, Chantal Groot és Wilma van Hofwegen csapatának tagjaként. Az év végén Riesában versenyzett a 2002-es európai rövidúti úszóbajnokságon. Ott bronzérmet nyert mindkét röpködésben, a 4 × 50 m szabad stílusban és a 4 × 50 m medleyben.