Η Velilla ξεκίνησε την καριέρα της το 1998 και γρήγορα αναδείχθηκε στην ισπανική σκηνή του σπριντ. Κέρδισε τον πρώτο της εθνικό τίτλο στα 100 μέτρα το 2000 και έκτοτε έχει διεκδικήσει 11 επιπλέον ισπανικούς τίτλους σε διάφορα ατομικά αγωνίσματα και σκυταλοδρομίες.
Στη διεθνή σκηνή, ο Velilla έχει εκπροσωπήσει την Ισπανία σε πολλούς σημαντικούς διαγωνισμούς, συμπεριλαμβανομένων των Ολυμπιακών Αγώνων, του Παγκοσμίου Πρωταθλήματος και του Ευρωπαϊκού Πρωταθλήματος. Το μεγαλύτερο επίτευγμά της ήρθε στο Ευρωπαϊκό Πρωτάθλημα Στίβου κλειστού στίβου το 2007, όπου κατέκτησε το χρυσό μετάλλιο στα 60 μέτρα. Ο Βελίγια κέρδισε επίσης ένα ασημένιο μετάλλιο στα 100 μέτρα στους Μεσογειακούς Αγώνες του 2009.
Εκτός από τα αθλητικά της επιτεύγματα, η Velilla έχει επίσης συμμετάσχει σε διάφορες πρωτοβουλίες που σχετίζονται με τον αθλητισμό, συμπεριλαμβανομένης της προώθησης της σωματικής δραστηριότητας και της υποστήριξης για μεγαλύτερη ισότητα των φύλων στον αθλητισμό. Είναι μια κινητήρια ομιλήτρια και έχει παρουσιαστεί συχνά σε ΜΜΕ και εκπαιδευτικά προγράμματα.