Lima bulan setelah menjalani perawatan, Ranomi memenangkan tiga medali emas pada World Championships di Dubai.

Sementara untuk Olimpiade, Ranomi pertama memenangkan medali emas pada relay gaya bebas 400 meter di Olimpiade Beijing 2008. Ia juga menenangkan medali emas untuk renang gaya bebas 50 meter dan 100 meter di Olimpiade London 2012.
Terbaru, Ranomi Kromowidjojo telah merampungkan pertandingan final 50 meter gaya bebas pada Olimpiade Tokyo 2020.
Pada final tersebut, Ranomi Kromowidjojo memperoleh posisi keempat dengan perolehan waktu 24,30 detik. Meski gagal memperoleh medali, atlet renang satu ini mengungkap bahwa dirinya merasa senang dan bersyukur bisa selesai dalam posisi keempat.