朴泰桓5岁的时候患上了轻微的哮喘，他的母亲在医生的建议下，便带着他学习游泳，以期达到治疗和强身健体的作用，朴泰桓因此迷恋上了游泳 。
2005年11月，在东亚运动会男子400米自由泳决赛中，朴泰桓以3分48秒71的成绩获得冠军； 在男子1500米自由泳决赛中，朴泰桓以15分00秒32的成绩获得亚军。
2006年12月卡塔尔举行的多哈亚运会上，朴泰桓分别获得了男子200米自由泳、400米自由泳和1500米自由泳金牌，同时还打破了男子200米和1500米自由泳亚洲纪录 。2007年在墨尔本举行的世界游泳锦标赛上，朴泰桓获得男子400米自由泳的金牌 。
2008年8月在北京奥运会男子400米自由泳决赛中，朴泰桓以3分41秒86的成绩获得韩国奥运会历史上第一枚游泳项目金牌 ；在男子200米自由泳以1分44秒85的成绩获得银牌 。
2009年7月在罗马举行的世界游泳锦标赛中，朴泰桓在男子200米自由泳和400米自由泳中都未能进入决赛 。
2010年11月广州亚运会，在男子200米自由泳比赛中，朴泰桓以1分44秒80夺冠，并且打破了自己保持的亚洲纪录 ，在男子400米自由泳决赛中，朴泰桓以3分41秒53的成绩广州亚运会的第二枚金牌 ，在男子100米自由泳项目中以48秒70的成绩获得个人在广州亚运会上的第三枚金牌 。2011年6月美国游泳大奖赛圣克拉拉站，朴泰桓分别获得男子100米、200米和400米自由泳冠军，并且以1分45秒92的成绩打破200米自由泳的赛会纪录 。7月上海世界游泳锦标赛，在男子400米自由泳决赛中朴泰桓以3分42秒04获得冠军 。
2012年7月在伦敦奥运会中，男子400米自由泳预赛朴泰桓因抢跳被取消成绩 ，随后朴泰桓因申诉成功重获男子400米自由泳参赛权，在决赛中朴泰桓以3分42秒06的成绩获得银牌 ；在男子200米自由泳决赛中，朴泰桓与中国选手孙杨以1分44秒93的成绩并列获得该项目的亚军 。
2013年10月第94届韩国全国体育大会的比赛中，朴泰桓分别获得了男子200米自由泳、400米自由泳、4x100米接力和4x200米接力的金牌 。
2014年9月仁川亚运会，在男子200米自由泳决赛中，朴泰桓以1分45秒85的成绩排获得第三名 ；在男子400米自由泳决赛中，以3分48秒33的成绩获得了铜牌 ；在男子100米自由泳决赛中，朴泰桓以48秒75获得亚军 ；在男子1500米自由泳决赛中，朴泰桓只游出15分12秒15获得第四名 。
2015年1月，朴泰桓被查出药检反应呈阳性 ，3月，朴泰桓被国际泳联处以禁赛18个月的处罚，禁赛期从2014年9月起到2016年3月止。2014年9月3日起参加比赛的所有个人成绩全部被取消，奖金须全部退回。他在仁川亚运会上获得的三块铜牌也全部被取消 。
2016年4月，朴泰桓因禁赛确定无法出征里约热内卢奥运会 。随后朴泰桓提请韩国法院和国际体育仲裁法庭采取参赛权利保全措施后，于7月8日拿到奥运入场券。 8月7日，在里约奥运会男子400米自由泳的预赛中，朴泰桓只游出了3分45秒63的成绩，名列小组第四，无缘决赛。 11月，在日本举行的亚洲游泳锦标赛上赢得“四冠王”，12月，在加拿大温莎举行的第13届国际泳联短池游泳世锦赛上荣获200米、400米和1500米自由泳三块金牌 。在男子1500米自由泳比赛中，朴泰桓以14分15秒51夺得第三冠。这个成绩也打破了中国选手张琳保持的短池亚洲纪录 。
2017年7月，2017年国际泳联游泳世锦赛男子400米自由泳决赛，韩国名将朴泰桓排名第四，遗憾错失奖牌 。随后男子200米自由泳决赛，朴泰桓排名第八 。11月，国际泳联短池世界杯东京站男子100米自由泳决赛，朴泰桓以47秒66获得第六名；男子1500米自由泳决赛，朴泰桓以14分32秒90获得亚军 。
2018年10月12日-18日，第99届韩国全国体育大会在全州市进行。在游泳大项比赛中，缺席亚运会赛事争夺的韩国游泳名将朴泰桓代表仁川市厅队出战，正式回归参赛。最终朴泰桓在报名的五个项目上全部夺冠，连续第二季全国体育大会赢得五冠。夺冠的项目里包括主力项目200米自由泳和400米自由泳。
2017年10月10日，朴泰桓通过微博正式公开和舞蹈女友的恋情。
以上资料来源
朴泰桓同时具有身体的柔软性、浮力、肺活量以及耐力，胆量和争胜的欲望也非常强 。（广州日报评）
相对于欧美游泳高手，朴泰桓个子不算高大，但先天肺活量达到惊人的7000毫升，令他有非凡耐力 。（新民晚报评）
朴泰桓是个人才，有天赋，也有潜力，他是韩国游泳的最大希望 。（张亚东评）