Marleen Veldhuis é unha ex xogadora de polo acuático que combinou con natación. Despois de que decidiu centrarse completamente na natación, Veldhuis fixo o seu debut internacional durante o Campionato Europeo de Natación de 2002.
en Berlín, a unha idade relativamente tardía de 23 anos, onde gañou unha medalla de bronce nos 4×100 m estilo libre como parte dun equipo con Manon van Rooijen, Chantal Groot e Wilma van Hofwegen. Ao final do ano, competiu en Riesa para os Campionatos Europeos de Natación de Curta Distancia 2002. Alí gañou medallas de bronce en ambos relevos, 4×50 m estilo libre e 4×50 m medley.