Фамилия Вельковы образована от прозвища, и её корень — словацкое слово velký, то есть «большой» или «великий». Такое прозвище — Велько — на родине предка, в Словакии, могли дать человеку необычайно высокого, богатырского роста, физически крепкому. Впрочем, иногда в шутку «великим» называли и невысокого мужичка, так что прозвище не всегда было буквальным. В любом случае, фамилия Вельков прямо указывает на внешнюю особенность родоначальника.

Словообразовательная модель здесь проста и типична для русских фамилий: суффикс -ов присоединился к основе Вельк-, превратив прозвище в фамилию, отвечающую на вопрос «чей?» — то есть «сын Велько». По такой же схеме сложились тысячи русских фамилий от прозвищ и имён: Петров, Иванов, Кузнецов.

Есть у этой фамилии и редкая особенность, которая выделяет её среди однокоренных. В русском языке есть слово «вельми» (очень) и устаревшее «велий» (большой), но фамилия Вельков — не от них. Она — прямой западный заимствованный корень, что нетипично для фамилий на -ов, которые обычно образуются от исконно русских или церковнославянских основ. Это делает версию о словацких корнях предка наиболее правдоподобной. Если бы основа была русской, мы бы скорее встретили фамилию Великов или Величков.

Вероятно, основатель рода Вельковых жил на территории Словакии, а затем переехал в Россию, где его прозвище адаптировали в фамилию по русской модели. О точном месте и времени возникновения фамилии говорить сложно: процесс формирования фамилий был длительным, а миграции крестьян и ремесленников из Центральной Европы в Россию шли несколько столетий.