In gioventù pratica equitazione e calcio; poi, dopo aver subito due operazioni al menisco, comincia a dedicarsi al ciclismo agonistico nel 2006, all'età di ventiquattro anni, iscrivendosi al club TCW '79 di Wageningen.[5] Nel 2007 ottiene la licenza per gareggiare: partecipa alla prima competizione nell'aprile dello stesso anno, al criterium di Waddinxveen, poi consegue la prima vittoria al Ronde van Lexmond.[5] In settembre viene invitata a correre allo Holland Tour, competizione professionistica, tra le file della formazione Therme Skin Care, mentre in chiusura di stagione si aggiudica il Campionato universitario nazionale a Utrechtse Heuvelrug.[5] Proprio nel 2007 si laurea in scienze animali all'Università di Wageningen.[5][6]
Nel 2008 debutta tra le professioniste con il team Vrienden van het Platteland, gareggiando per la prima volta in Coppa del mondo. Non arrivano vittorie internazionali in stagione per lei: è infatti solo seconda ai Campionati mondiali universitari a cronometro e terza a quelli in linea, seconda al Grote Prijs Stad Roeselare e terza nel prologo del Tour de Limousin.[5] L'anno dopo si trasferisce alla DSB Bank-Nederland Bloeit, la squadra capitanata da Marianne Vos e diretta da Jeroen Blijlevens. Come l'anno prima non ottiene successi di primaria importanza – pur classificandosi settima nella prova in linea e decima a cronometro ai campionati olandesi – ma questo soprattutto a causa di problemi legati ad uno schiacciamento all'arteria femorale della gamba destra, diagnosticato in agosto e curato in settembre con un'operazione chirurgica.[5]
2010-2012: le prime vittorie da professionista
È nel 2010 che van Vleuten conquista i primi trionfi a livello UCI. Nella tre giorni del Ronde van Drenthe, in aprile, è, in sequenza, terza nell'Acht van Dwingeloo, seconda nell'Univé Ronde van Drenthe (gara di Coppa del mondo) e prima nel Novilon Damesronde van Drenthe. Tra maggio e giugno è quindi seconda, con una vittoria di tappa, alla Gracia-Orlová, terza al Gran Premio Ciudad de Valladolid (anch'esso valido per la Coppa del mondo) e seconda, con un altro successo di tappa, alla Emakumeen Bira.[5] In agosto vince la Route de France, poi, ai campionati del mondo di Melbourne, deve accontentarsi del venticinquesimo posto finale causa una foratura a dieci chilometri dal traguardo.[5] Conclude l'annata piazzandosi sesta nella graduatoria generale di Coppa del mondo.
Van Vleuten nel 2011
Il 2011 di van Vleuten si apre con un'importante serie di risultati nelle prove di Coppa del mondo. Dopo il terzo posto al Trofeo Alfredo Binda, trionfa infatti al Giro delle Fiandre battendo in uno sprint a due la russa Tat'jana Antošina,[7] con cui era scattata ai meno tre dall'arrivo; è quindi sesta sia all'Univé Ronde van Drenthe che alla Freccia Vallone, e quinta al Tour of Chongming Island. La sequenza di piazzamenti le permette di raggiungere la testa della classifica di Coppa, e di lottare per la leadership con la compagna di squadra Marianne Vos. Il 31 luglio ottiene la seconda vittoria in Coppa del mondo, facendo suo, con un attacco a 600 metri dall'arrivo, l'Open de Suède Vargarda;[8] il 27 agosto, infine, fa suo anche il Grand Prix de Plouay, potendo così iscrivere il proprio nome, per il 2011, nell'albo d'oro della Coppa del mondo su strada.[5] Dopo la conclusione della Coppa del mondo firma un contratto con la nuova formazione Stichting Rabo Women, ritrovando la compagna Vos e il direttore sportivo Blijlevens.[5]
Nell'inverno del 2011 si sottopone a un altro intervento chirurgico, per rimuovere una stenosi all'arteria iliaca della gamba sinistra; inizia a dicembre la riabilitazione.[5] La sua stagione 2012 si apre, per i postumi dell'intervento, in marzo, mentre i primi successi arrivano in aprile, al Grote Prijs Stad Roeselare e in due tappe del Grand Prix Elsy Jacobs in Lussemburgo. Dopo la vittoria alla Valkenburg Hills Classic e il terzo posto all'Emakumeen Bira (con un successo di tappa), a fine giugno si aggiudica la prova in linea dei campionati olandesi, superando per distacco la compagna e campionessa uscente Marianne Vos.[9] In estate partecipa per la prima volta ai Giochi olimpici, concludendo quattordicesima nella prova in linea (vince la compagna Marianne Vos). In settembre, dopo la vittoria nel prologo del Giro della Toscana, è quindi quarta nella cronometro a squadre e undicesima nella gara in linea ai campionati del mondo di Valkenburg. Al termine dell'anno risulta settima nella graduatoria mondiale individuale UCI.
2013-2016: i piazzamenti a cronometro e gli infortuni a Livigno e Rio
Nel 2013 conclude quinta al Giro delle Fiandre, vince il prologo del Grand Prix Elsy Jacobs ed è quindi terza alla Valkenburg Hills Classic e ai campionati nazionali sia in linea che a cronometro. Dopo il ritiro al Giro d'Italia, conquista una frazione sia al Thüringen Rundfahrt che al Trophée d'Or. Nel finale di stagione è quindi seconda allo Holland Tour e sulla piazza d'onore con le compagne della Rabo-Liv nella cronometro a squadre dei campionati del mondo di Firenze. Nella primavera 2014 si piazza quinta al Ronde van Drenthe e ancora quinta al Giro delle Fiandre. Dopo aver conquistato il titolo nazionale a cronometro, battendo per pochi centesimi su Ellen van Dijk, conquista anche il prologo e la terza tappa del Giro d'Italia; concluderà la "Corsa rosa", che vede un podio finale interamente di marca Rabo-Liv, all'ottavo posto. Nel finale di stagione fa sue il prologo, la prima tappa e la classifica finale del Giro del Belgio.
Nel 2015 lascia la Rabo-Liv e si accasa alla svizzera Bigla. In primavera conclude settima al Trofeo Alfredo Binda, quarta al Giro delle Fiandre e seconda alla Freccia Vallone e al Festival Elsy Jacobs. Nel prosieguo di stagione vince quindi il prologo dell'Emakumeen Bira, la medaglia di bronzo a cronometro ai Giochi europei a Baku e il prologo del Giro d'Italia a Lubiana.[10] Il 6 agosto è vittima di un incidente mentre si sta allenando a Livigno: investita da un'auto, riporta diverse fratture e la perforazione di un polmone.[11][10] Rientrata alle corse già il 1º settembre, dieci giorni dopo si aggiudica il prologo del Giro della Toscana, concludendo la corsa al terzo posto.
Nel 2016 si trasferisce alla formazione australiana Orica-AIS. Con la nuova maglia ottiene numerose top 10 nelle classiche di inizio stagione, e quindi successi a cronometro al Festival Elsy Jacobs, all'Auensteiner-Radsporttage e al campionato nazionale di specialità; si classifica inoltre seconda alla Valkenburg Hills Classic e quarta al Thüringen Rundfahrt. Il 7 agosto, mentre è in testa alla prova in linea dei Giochi olimpici di Rio de Janeiro, cade battendo violentemente la testa su un cordolo ai margini del percorso. Ricoverata in terapia intensiva in ospedale, riporta una grave commozione cerebrale e tre fratture spinali.[12] Lascia l'ospedale dopo tre giorni, senza che le ferite riportate abbiano causato problemi permanenti;[13] rientrata alle corse, a un mese dall'incidente, al Giro del Belgio, vince, come due anni prima, due tappe e la classifica finale della corsa. Nel finale di stagione è quindi quinta nella cronometro dei campionati del mondo di Doha.
2017-2020: i tre titoli mondiali e i due successi al Giro d'Italia
Van Vleuten (1ª, al centro) sul podio della cronometro mondiale 2018 con van der Breggen (2ª) e van Dijk (3ª)
Nel 2018 conquista la classifica generale del Giro d'Italia,[19] con tre successi di tappa, nella cronoscalata di Diga di Campo Moro, in cui prende la maglia rosa,[20] sul prestigioso traguardo del Monte Zoncolan (percorso per la prima volta dal Giro femminile)[21] e nella frazione finale a Cividale del Friuli, infliggendo notevoli distacchi a tutte le rivali.[22] In stagione ottiene anche il suo secondo titolo mondialea cronometro, sul tracciato iridato di Innsbruck davanti alle connazionali Anna van der Breggen ed Ellen van Dijk.[23] Le numerose vittorie stagionali, tra cui i "bis" alla Course by Le Tour de France[24] e all'Holland Tour già vinti nel 2017, le consentono di far sua anche la classifica individuale del World Tour. Durante l'anno si mette in evidenza anche su pista, vincendo la medaglia d'argento nell'inseguimento individuale ai campionati del mondo di Apeldoorn, battuta in finale dalla specialista Chloé Dygert.
Il 2022 parte subito all'insegna del successo con una tappa[53] e la generale[54] della Setmana Ciclista Valenciana di fine febbraio. Conclude al secondo posto Strade Bianche, Giro delle Fiandre e Freccia Vallone, al quarto l'Amstel Gold Race, mentre riesce a vincere la Omloop Het Nieuwsblad[55] e soprattutto la Liegi-Bastogne-Liegi.[56] In seguito fa suo per la terza volta il Giro d'Italia,[57] con le frazioni di Cesena[58] e Aldeno;[59] è poi al via della prima storica edizione del Tour de France: conquista al termine di una straordinaria azione da lontano la tappa di Le Markstein,[60] e si impone anche il giorno successivo nella frazione conclusiva a La Super Planche des Belles Filles,[61] centrando la difficile accoppiata Giro-Tour.[62] Così come l'anno precedente si aggiudica la Madrid Challenge by La Vuelta,[63] dominando la cinque giorni iberica grazie alla netta vittoria nella seconda tappa di Colindres.[64] Conclude un'ennesima strepitosa stagione ai campionati del mondo di Wollongong: è settima nella cronometro e quinta nella staffetta mista, prova nella quale riporta la frattura del gomito destro in seguito a una caduta.[65] Ciò nonostante appena tre giorni dopo, ormai alla soglia dei quarant'anni, si laurea per la seconda volta in carriera campionessa del mondo nella prova in linea, anticipando un gruppo ristretto di atlete con un bell'attacco da finisseur nell'ultimo chilometro.[66]
Van Vleuten in azione in maglia iridata al campionato nazionale in linea 2023, chiuso al quinto posto
Il 2023, in quella che rappresenta l'ultima stagione prima dell'addio alle corse,[67] inizia in terre spagnole alla Setmana Ciclista Valenciana, che chiude al quarto posto. Quarta anche alla Strade Bianche, è solo ventisettesima al Giro delle Fiandre, tagliata fuori dai giochi per la vittoria da una caduta. Il ritorno al successo non arriva nemmeno nelle classiche delle Ardenne, concludendo undicesima all'Amstel Gold Race, settima alla Freccia Vallone e sesta alla Liegi-Bastogne-Liegi. Il 1º maggio è ai nastri di partenza de La Vuelta Femenina, dove è attesa a un bel duello con Demi Vollering durante le sette tappe in programma:[68] nonostante la più giovane connazionale si dimostri superiore nell'arrivo in salita della quinta giornata di gara, precedendola di 3",[69] Van Vleuten riesce a distanziare la rivale il giorno successivo, sorprendendola a circa 70 km dall'arrivo nel bel mezzo di un bisogno fisiologico con un attacco di squadra.[70]Leader con 1'11" di margine, riesce a difendersi dal tentativo di rimonta della più pimpante portacolori della SD Worx nell'ultimo e decisivo arrivo in quota a Lagos de Covadonga: al traguardo è terza e paga 1'02", ma riesce ugualmente ad aggiudicarsi la classifica generale per soli 9".[71] Quinta all'Itzulia Women la settimana seguente, prende parte ai campionati nazionali di fine giugno, concludendo al terzo posto la prova a cronometro e al quinto quella in linea. È poi la volta del Giro d'Italia, che vince per la quarta volta in carriera:[72] domina la corsa, facendo sue in solitaria le tappe di Marradi,[73]Canelli[74] e Alassio,[75] rifilando distacchi importanti a tutta la concorrenza nella generale e aggiudicandosi anche le classifiche a punti e delle scalatrici. Si presenta al Tour de France dove la attende un nuovo testa a testa con Vollering per la maglia gialla.[76] Dopo averle ceduto una manciata di secondi sul breve ma impegnativo arrivo di Rodez della quarta tappa,[77] si ritrova momentaneamente al terzo posto con 12" di margine sulla connazionale alla vigilia della penultima e decisiva frazione con finale al Col du Tourmalet: sull'impegnativa salita pirenaica Van Vleuten va però in difficoltà, perdendo 36" da Katarzyna Niewiadoma e ben 2'34" dalla vincitrice Vollering,[78] segnando di fatto il passaggio di consegne con la più giovane rivale.[79] Nella tappa conclusiva del giorno seguente, la cronometro di Pau, perde anche il terzo gradino del podio in favore della stessa Niewiadoma, terminando la sua seconda e ultima Grande Boucle quarta, a 3'59" da Vollering.[80] Il 13 agosto è ottava nella prova in linea ai Mondiali di Glasgow,[81] mentre a fine mese vince con appena 2" di margine su Cecilie Uttrup Ludwig il Tour of Scandinavia.[82] Chiude il 10 settembre, con un ventitreesimo posto sulle strade di casa del Simac Ladies Tour, una delle carriere più decorate nella storia dello sport a pedali, costellata da 104 vittorie.[83] Appesa la bici al chiodo, entra all'interno dello staff della Fenix-Deceuninck[84] in qualità di mentore per la performance.
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