Biografia Pitkämäki sale alla ribalta mondiale del lancio del giavellotto arrivando ottavo ai Giochi olimpici di Atene 2004, con un lancio di 83,01 m. Nell'agosto del 2005 stabilisce il suo personale con la misura di 91,53 m, diventando così uno dei favoriti per le medaglie ai Campionati del mondo, che si sarebbero tenuti nella sua Finlandia. Ad Helsinki però arriva solamente quarto con un lancio di 81,27 m.
La sua prima medaglia di rilievo arriva con il secondo posto ai Campionati europei del 2006.
Il 13 luglio 2007, durante il Golden Gala, svoltosi allo Stadio Olimpico di Roma, Tero Pitkämäki lancia un giavellotto troppo a sinistra, colpendo il lunghista francese Salim Sdiri al fianco destro. Sdiri viene portato d'urgenza all'ospedale, sebbene non fosse in pericolo di vita; più tardi avrebbe incontrato lo stesso Pitkämäki.
Il 5 agosto dello stesso anno, Tero Pitkämäki vince il 4º campionato finlandese con un lancio di 89,43 m mentre il 6 settembre, ai Mondiali di Osaka, in Giappone, si assicura la medaglia d'oro con la misura di 90,33 m, effettuata all'ultimo turno di lanci.
Il 5 ottobre Pitkämäki viene nominato Atleta europeo dell'anno dalla European Athletic Association per aver vinto 11 competizioni, tra le quali i Mondiali e la Golden League a Oslo e Parigi, e per il fatto che il suo miglior lancio stagionale, 91,23 m, è il miglior lancio europeo della stagione.
Nel dicembre del 2007, Pitkämäki viene nominato Atleta finlandese dell'anno dall'Associazione Giornalisti Sportivi Finlandesi, battendo Virpi Kuitunen e il campione mondiale di Formula 1 Kimi Räikkönen.
L'anno seguente ai Giochi olimpici di Pechino ottiene la medaglia di bronzo con un lancio di 86,16 m, dietro al norvegese Andreas Thorkildsen e al lettone Ainārs Kovals, e viene scelto come il portabandiera della Finlandia nella cerimonia di chiusura dei Giochi.
Palmarès AnnoManifestazioneSedeEventoRisultatoPrestazioneNote2000Mondiali juniores SantiagoLancio del giavellotto16º ()66,59 m2001Europei juniores GrossetoLancio del giavellotto5º73,33 m2003Europei under 23 BydgoszczLancio del giavellotto78,84 m2004Giochi olimpici AteneLancio del giavellotto8º83,01 m2005Mondiali HelsinkiLancio del giavellotto4º81,27 m2006Europei GöteborgLancio del giavellotto86,44 m2007Mondiali OsakaLancio del giavellotto90,33 m2008Giochi olimpici PechinoLancio del giavellotto86,16 m2009Mondiali BerlinoLancio del giavellotto5º81,90 m2010Europei BarcellonaLancio del giavellotto86,67 m2011Mondiali TaeguLancio del giavellotto17º ()79,46 m2012Europei HelsinkiLancio del giavellotto11º74,89 mGiochi olimpici LondraLancio del giavellotto4º82,80 m2013Mondiali MoscaLancio del giavellotto87,07 m2014Europei ZurigoLancio del giavellotto84,40 m2015Mondiali PechinoLancio del giavellotto87,64 m2016Europei AmsterdamLancio del giavellotto14º ()80,52 mGiochi olimpici Rio de JaneiroLancio del giavellotto21º ()79,56 m2017Mondiali LondraLancio del giavellotto5º86,94 m
Altre competizioni internazionali 2004 5º alla World Athletics Final (), lancio del giavellotto - 78,50 m
2005 alla World Athletics Final (), lancio del giavellotto - 91,33 m
2006 alla World Athletics Final ( Stoccarda), lancio del giavellotto - 88,25 m
2007 alla World Athletics Final ( Stoccarda), lancio del giavellotto - 88,19 m
2008 alla World Athletics Final ( Stoccarda), lancio del giavellotto - 81,64 m
2009 alla World Athletics Final ( Salonicco), lancio del giavellotto - 84,09 m
2015 Vincitore della Diamond League nella specialità del lancio del giavellotto (17 punti)
Riconoscimenti Atleta europeo dell'anno (2007)
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