Фамилия Веленец — одна из тех, что хранит память о географических названиях, изменившихся за века до неузнаваемости. Её основа — не имя и не ремесло, а топоним, причём с непростой историей чередования звуков.

Скорее всего, в основе лежит прозвище человека, который был родом из Вильно — так в старину славяне называли город Вильнюс, столицу Литвы. Переход гласной «и» в «е» (Вильно → Велено) вполне объясним влиянием екающих говоров, где в безударном положении «и» звучало как «е». От этой формы с помощью суффикса -ец и образовалась фамилия Веленец, буквально означавшая «выходец из Вильно».

Название города, в свою очередь, восходит к реке Вильня (лит. Vilnelė), левому притоку Вилии (в летописях — Велья). Впервые Вильнюс упоминается в 1323 году в письме великого князя литовского Гедимина, где тот называет его своим стольным градом. В древнейших письменных источниках господствуют формы Вильня, Wilnia, Vilna и подобные. Начиная с XIV века употребляются формы Wilno, Vilno и другие варианты. С XVII века встречается вариант Vilnius, а со второй половины XIX века, особенно после подавления восстания 1863 года в Литве, написанию придавали политическое значение: форма Вильна считалась русской, а в Вильно усматривали польские притязания.

Фамилия образована по продуктивной модели: топоним + суффикс -ец, который в русских фамилиях часто указывал на принадлежность к местности (ср. Донец, Ростовец, Тамбовец). Таким образом, предок носителя фамилии Веленец был, вероятно, переселенцем из литовских земель, и его прозвище закрепилось за потомками как родовое имя.