Marleen Veldhuis to była zawodniczka polo wodne, które połączyła z pływaniem. Po tym, jak zdecydowała się całkowicie skupić na pływaniu, Veldhuis zadebiutowała na arenie międzynarodowej podczas
2002 Mistrzostwa Europy w Sportowych Zaworach Wodnych w Berlinie, w stosunkowo późnym wieku 23 lat, gdzie zdobyła brązowy medal w biegu swobodnym na 4 × 100 m w zespole z Manon van Rooijen, Chantal Groot i Wilma van Hofwegen. Pod koniec roku wzięła udział w mistrzostwach Europy w pływaniu na krótkich dystansach w 2002 roku w Riesa. Tam zdobyła brązowe medale w obu przekaźnikach, 4 × 50 m w stylu swobodnym i 4 × 50 m w zestawie.