Ranomi Kromowidjojo zwom op haar tiende haar eerste Nederlandse record, een Nederlands leeftijdsrecord op de 50 meter vrije slag. In 2005 maakte ze haar debuut op internationale wedstrijden en in 2006 maakte ze haar debuut op de Europese Kampioenschappen lange baan. Daar won ze samen met Chantal de Groot, Inge Dekker en Marleen Veldhuis zilver op de 4 x 100 meter vrije slag.
In 2007 maakte ze haar debuut op de Wereldkampioenschappen in Melbourne. Daar won ze brons samen met Inge Dekker, Femke Heemskerk en Marleen Veldhuis op de 4 x 100 meter vrije slag.
Op 8 juni 2008 werd ze door de sportkoepel NOC*NSF uitgeroepen tot sporttalent van het jaar. Bij de Olympische Spelen van 2008 in Peking won Kromowidjojo met de Nederlandse estafetteploeg goud op de 4 x 100 meter vrije slag. In Rome werd zij samen met de Nederlandse dames wereldkampioen op de 4 x 100 m vrije slag op 26 juli 2009. In 2010 werd Ranomi individueel Europees- en wereldkampioen korte baan op de 50 en 100 meter vrij. In 2011 werd Ranomi door haar sportcollega's verkozen tot sportvrouw van het jaar.
In Londen 2012 vervult Ranomi haar ultieme droom door op de 50 en 100 meter vrije slag goud te winnen. Naast deze bijzondere prestatie veroverde Ranomi ook de zilveren medaille op de 4 x 100 meter vrije slag met de Nederlandse estafetteploeg.
Inmiddels is Ranomi alweer druk in training met als doel: 'Het succesvol verdedigen van haar Olympische titels in Rio de Janeiro 2016.'
