Carriera Esordi Seguendo la passione di famiglia, Dylan Groenewegen si dedica al ciclismo, che inizialmente è solo un divertimento. Nel suo primo anno nella categoria juniores, il 2010, partecipa a Le Pavé de Roubaix e al Giro delle Fiandre, concludendo entrambe le gare. Nella stagione successiva, ottiene il secondo posto nella Kuurne-Brussel-Kuurne, porta a termine nuovamente Le Pavé de Roubaix, vince una tappa alla Driedaagse van Axel e conquista la medaglia d'argento ai campionati nazionali in linea. In seguito vince una frazione della Liège-La Gleize, partecipa anche al Regio-Tour e al Campionato mondiale di Copenaghen, senza riuscire a terminare la prova.
2012-2014: De Rijke Under-23 Archiviate le esperienze nelle categorie giovanili, dal 2012 al 2014 Dylan Groenewegen gareggia come dilettante nel Cyclingteam De Rijke, formazione Continental, condizione che gli permette di partecipare sia alle gare riservate agli Under-23 sia a quelle professionistiche dei Circuiti continentali. Nel 2012 vince due corse dilettantistiche nei Paesi Bassi, la Omloop van de Schermer e la Parel van de Veluwe, e partecipa ai Campionati europei di Goes. Ottiene inoltre buoni piazzamenti in prove riservate ai professionisti, inserite nello UCI Europe Tour, giungendo nono alla Dutch Food Valley Classic e alla Omloop van het Houtland, terzo al Münsterland Giro, vinto da Marcel Kittel, e quarto alla Nationale Sluitingsprijs.
Nel 2013, dopo il quarto posto alla Dorpenomloop Rucphen, si piazza secondo al Giro delle Fiandre Under-23, gara di Coppa delle Nazioni, battuto in volata da Rick Zabel, e pochi giorni dopo vince la Ronde van Noord-Holland. Sedicesimo nella prova in linea dei Campionati nazionali Elite, si impone poi alla Kernen Omloop Echt-Susteren e conclude la stagione con il sesto posto alla Nationale Sluitingsprijs.
Nel 2014 esordisce in febbraio con il terzo posto al Trofeo Palma, vinto dal professionista italiano Sacha Modolo, e il mese successivo si impone nella seconda tappa del Tour de Normandie. In aprile vince il Giro delle Fiandre Under-23, inserito nella Coppa delle Nazioni, imponendosi in una volata sul gruppo frazionato da una caduta; questo successo, uno dei suoi obiettivi stagionali, lo mette in evidenza ad alcune squadre professionistiche. Partecipa alla Paris-Roubaix Espoirs e ai Campionati europei di Nyon. Dopo aver preso contatti con la Cannondale, poi dismessa a fine stagione, e con la BMC Racing Team, si accorda con la squadra Professional olandese Roompot Oranje Peloton per passare professionista l'anno successivo.
2015: Roompot Oranje Peloton Groenewegen diventa professionista nel 2015 con la Roompot Oranje Peloton, unica squadra olandese con licenza Professional; trova un ambiente positivo, in cui gli viene data la possibilità di fare esperienza e migliorare le sue doti in volata, grazie all'aiuto del direttore sportivo Jean-Paul van Poppel, ex velocista olandese. In stagione partecipa per la prima volta al Giro delle Fiandre Elite, ritirandosi, ma sul finire dell'estate vince la Arnhem-Veenendaal Classic e la prestigiosa Brussels Cycling Classic, superando tra gli altri Tom Boonen. Nonostante la buona stagione e un ulteriore anno di contratto, in ottobre viene lasciato libero di accordarsi con il Team Lotto NL-Jumbo e gareggiare nel World Tour dalla stagione successiva. Nello stesso mese di ottobre si frattura una clavicola in seguito a una caduta alla Kampioenschap van Vlaanderen.
Dal 2016: Team Lotto NL-Jumbo Dal 2016 gareggia con la formazione olandese World Tour Lotto NL-Jumbo, con la quale aveva stipulato un contratto triennale già nell'ottobre precedente. A inizio stagione vince una tappa della Volta a la Comunitat Valenciana, regolando in volata Nacer Bouhanni, mentre in marzo, dopo un successo parziale alla Driedaagse van West-Vlaanderen, sale tre volte sul podio in pochi giorni, con il terzo posto alla Ronde van Drenthe e alla Nokere Koerse e il secondo alla Handzame Classic. Tra aprile e agosto si aggiudica quindi una tappa al Tour de Yorkshire, la Heistse Pijl, il Rund um Köln, una tappa allo Ster ZLM Toer, il titolo nazionale olandese in linea e la Arnhem-Veenendaal Classic. In settembre vince quindi una frazione al Tour of Britain e poi la prima tappa dell'Eneco Tour su Nacer Bouhanni e Peter Sagan, aggiudicandosi così la prima corsa World Tour della carriera. In ottobre, con la vittoria al Tour de l'Eurométropole, porta a undici il bottino di trionfi stagionali.
Nel 2017, dopo aver già conseguito cinque successi in stagione (una frazione al Tour de Yorkshire e due rispettivamente al Tour of Norway e allo Ster ZLM Toer), viene convocato al Tour de France con la speranza di poter conquistare una vittoria di tappa. Dopo un inizio complicato arriva a piazzarsi terzo e secondo rispettivamente nella decima e nell'undicesima tappa, battuto dall'inarrivabile Marcel Kittel. Nell'ultima frazione, con arrivo a Parigi, trionfa vincendo per la prima volta al Tour de France.
2020 l'incidente al Giro di Polonia e la squalifica A febbraio inizia la stagione con le vittorie alla Volta a la Comunitat Valenciana, dove si impone nella prima e nella terza tappa, conquistando anche la maglia verde della classifica a punti e allo UAE Tour dove si impone nella quarta tappa.
Il 5 agosto 2020 durante la volata sul traguardo della prima tappa del Giro di Polonia, a causa della discutibile sicurezza garantita dagli organizzatori, è coinvolto in un contatto da cui deriverà la caduta del connazionale Fabio Jakobsen, il quale ha riportato un grave infortunio ed è stato ricoverato d'urgenza in ospedale, dove è stato sottoposto a un'operazione di 5 ore ed è rimasto in coma farmacologico per due giorni. Fabio Jakobsen in seguito ha subito diversi interventi chirurgici e nell'ottobre 2020 si è sottoposto a un intervento di ricostruzione facciale. La squadra Deceuninck-Quick Step il giorno della gara ha subito denunciato l'episodio, evidenziando la violazione delle regole di Groenwegen, il quale si è pubblicamente scusato per il fatto, si è assunto la responsabilità dell'incidente e ha collaborato nella successiva inchiesta. La Jumbo-Visma lo ha sospeso dalla squadra. L'11 novembre 2020 l'Unione ciclistica internazionale (UCI) gli ha inflitto una squalifica di nove mesi, con termine al 7 maggio 2021. Si è impegnato a prestare attività per la collettività durante il periodo di sospensione.
2021: Il rientro dalla squalifica Scontata la sospensione di nove mesi inflitta dall'UCI, Groenewegen torna alle competizioni l'8 maggio 2021 in occasione del Giro d'Italia.https://www.repubblica.it/sport/ciclismo/2021/04/27/news/ciclismo_dopo_la_squalifica_groenewegen_riparte_dal_giro_d_italia-298311428/ Nonostante la lunga inattività, ottiene alcuni piazzamenti nei primi dieci nelle volate di gruppo prima di ritirarsi nel corso della quattordicesima tappa. Ritrova il successo nel mese di luglio al Tour de Wallonie, dove vince due tappe e la classifica a punti. Nel finale di stagione si impone in una frazione del Giro di Danimarca e conquista la sua terza Arnhem-Veenendaal Classic. A fine anno, nonostante un contratto ancora in essere, annuncia la separazione consensuale dal Team Jumbo-Visma per legarsi con un accordo triennale al team australiano Team BikeExchange-Jayco, alla ricerca di maggiori spazi come velocista di riferimento.https://cyclingpro.net/spaziociclismo/ciclomercato/jumbo-visma-dylan-groenewegen-lascia-la-squadra/
2022-2023: Il passaggio alla BikeExchange e il ritorno al successo al Tour
L'esordio con la nuova maglia nel 2022 è prolifico: a febbraio vince due tappe allo Saudi Tour, imponendosi subito come leader della squadra. Dopo i successi alla prima tappa della Volta Ciclistica a Catalunya e la quarta vittoria in carriera alla Veenendaal-Veenendaal Classic, partecipa al Tour de France. Nella terza tappa, con arrivo a Sønderborg in Danimarca, torna alla vittoria nella Grande Boucle dopo tre anni, battendo in una volata serrata Wout van Aert e Jasper Philipsen. Conclude la stagione con un successo di tappa all'Arctic Race of Norway.
Nel 2023 Groenewegen conferma la sua costanza vincendo una tappa all'UAE Tour e una al Tour de Hongrie. A giugno si aggiudica due frazioni al Giro di Slovenia, portando a sette il totale di successi in questa corsa. Al Tour de France, pur non riuscendo a vincere, ottiene numerosi piazzamenti sul podio. Nel finale di stagione vince per la quinta volta la Veenendaal-Veenendaal Classic, stabilendo un record assoluto per la competizione.
2024: Secondo titolo nazionale e sesta tappa al Tour Inizia il 2024 vincendo la Clàssica Comunitat Valenciana 1969 - Gran Premio Valencia e la Ronde van Limburg. A giugno, sul traguardo di Arnhem, si laurea per la seconda volta in carriera campione nazionale in linea, battendo in volata Olav Kooij. Indossando la maglia biancorossoblù, partecipa al Tour de France dove trionfa nella sesta tappa a Digione, superando al fotofinish Jasper Philipsen.
2025-2026: L'approdo alla Unibet Rose Rockets Nel 2025, dopo una prima parte di stagione condizionata da una commozione cerebrale rimediata all'UAE Tourhttps://www.quibicisport.it/2025/02/22/uae-tour-groenewegen-lieve-commozione-cerebrale-dopo-la-caduta/, ritrova la vittoria in maggio al Tour de Hongrie e firma una doppietta di tappe al Giro di Slovenia. A fine stagione, dopo quattro anni e 21 vittorie con la formazione australiana, annuncia il passaggio alla Unibet Rose Rockets per le due stagioni successive.https://www.quibicisport.it/2025/08/07/groenewegen-alla-unibet-tietema-dal-2026-lolandese-lascia-la-jayco/
Nel 2026 Groenewegen vive un inizio di stagione folgorante. A gennaio vince per la terza volta la Clàssica Comunitat Valenciana 1969 - Gran Premio Valencia davanti a Paul Magnier. Nel mese di marzo si conferma tra i velocisti più in forma del panorama internazionale vincendo in pochi giorni la Bredene Koksijde Classic e il Grote Prijs Jean-Pierre Monseré, raggiungendo la storica quota di 80 vittorie da professionista in carriera. Successivamente, nel mese di maggio, arricchisce ulteriormente il suo bottino aggiudicandosi in volata la Ronde Van Brugge, portando a quattro i trionfi stagionali complessivi.
Palmarès Strada
2011 (Juniores) 1ª tappa Driedaagse van Axel (Philippine > Axel) 3ª tappa Liège-La Gleize (Thimister > Thimister)
2012 (Cycling Team De Rijke, due vittorie) Molenomloop van de Schermer Parel van de Veluwe
2013 (Cycling Team De Rijke-Shanks, due vittorie) Ronde van Noord-Holland Kernen Omloop Echt-Susteren
2014 (Cyclingteam de Rijke, quattro vittorie) 2ª tappa Tour de Normandie (Forges-les-Eaux > Elbeuf) Omloop van de Glazen Stad Giro delle Fiandre Under-23 Rund um Düren
2015 (Roompot Oranje Peloton, due vittorie) Arnhem-Veenendaal Classic Brussels Cycling Classic
2016 (Team LottoNL-Jumbo, undici vittorie) 3ª tappa Volta a la Comunitat Valenciana (Sagunto > Alzira) 1ª tappa Driedaagse van West-Vlaanderen (Bruges > Harelbeke) 1ª tappa Tour de Yorkshire (Beverley > Settle) Heistse Pijl Rund um Köln 3ª tappa Ster ZLM Toer (Buchten > Buchten) Campionati olandesi, Prova in linea Arnhem-Veenendaal Classic 4ª tappa Tour of Britain (Denbigh > Builth Wells) 1ª tappa Eneco Tour (Bolsward > Bolsward) Tour de l'Eurométropole
2017 (Team LottoNL-Jumbo, otto vittorie) 1ª tappa Tour de Yorkshire (Bridlington > Scarborough) 2ª tappa Tour of Norway (Eidsvoll > Brumunddal) 4ª tappa Tour of Norway (Lillestrøm > Sarpsborg) 1ª tappa Ster ZLM Toer (Tholen > Hoogerheide) 2ª tappa Ster ZLM Toer (Buchten > Buchten) 21ª tappa Tour de France (Montgeron > Parigi (Champs-Élysées)) 7ª tappa Tour of Britain (Hemel Hemstead > Cheltenham) 5ª tappa Tour of Guangxi (Liuzhou > Guilin)
2018 (Team LottoNL-Jumbo, quattordici vittorie) 1ª tappa Dubai Tour (Dubai > Palm Jumeirah) 1ª tappa Volta ao Algarve (Albufeira > Lagos) 4ª tappa Volta ao Algarve (Almodôvar > Tavira) Kuurne-Bruxelles-Kuurne 2ª tappa Parigi-Nizza (Orsonville > Vierzon)