Oriunda de uma família de nadadores, Flavia Delaroli iniciou-se cedo na modalidade aos cinco anos no clube Usipa em sua cidade natal Ipatinga. Sua carreira nas categorias de base teve resultados meteóricos e aos 15 anos ela já fazia parte da seleção brasileira absoluta e conquistava com o revezamento 4x100m livre uma medalha de bronze nos Jogos Pan-Americanos de Winnipeg em 1999.
Nesta mesma época treinou um tempo na Flórida, nos Estados Unidos, por influência de Fernando Scherer. De volta ao Brasil passou a treinar no Esporte Clube Pinheiros sob o comando de Alberto Silva, o Albertinho, e continuou evoluindo. Fez sua estreia olímpica em Atenas-2004 e naqueles Jogos conseguiu o maior resultado da sua carreira a nível internacional, tendo nadado a final odos 50m livre e terminando em oitavo lugar.
No fim daquele ano ainda seria quarta colocada no Campeonato Mundial de piscina curta de Indianápolis-2004, quase se tornando a primeira mulher medalhista em um Mundial da Fina. Entre 2005 e 2006 continuou bastante veloz e entre as melhores do mundo, ganhando inclusive uma medalha de bronze nos 50m livre no Campeonato Pan-Pacífico em 2006 e mais duas medalhas nos Pan-Americanos do Rio-2007.
Chegou em Pequim-2008 tentando retornar a uma final olímpica, mas não teve um bom desempenho e parou ainda nas eliminatórias. No ano seguinte estabeleceu a melhor marca de sua carreira nos 50m livre ao bater o recorde sul-americano da prova e tornar-se a primeira brasileira a quebrar a barreira dos 25 segundos com 24s98 durante o Torneio Open.
Sua meta era tentar chegar a terceira Olimpíada em Londres, mas os resultados não vieram e Flavia não atingiu o índice. No ano anterior, em 2011, ganhou sua última medalha em Jogos Pan-Americanos, uma prata com o revezamento 4x100m livre. Ausente dos Jogos Olímpicos resolveu deixar as piscinas no Campeonato Mundial de piscina curta daquele ano em Istambul e mais uma vez foi finalista na prova dos 50m livre.
Após encerrar a carreira teve um filho, passou a estudar nutrição esportiva e tornou-se comentarista e colunista da ESPN Brasil participando da cobertura do canal nos Jogos Olímpicos do Rio-2016 e de outros programas da emissora. Atualmente,Flavia também integra a Comissão Nacional de Atletas da Secretaria de Esportes do Governo Federal.
