A település valószínűleg a honfoglalás idején jött létre; a területet Árpád fejedelemsaját törzse számára foglalta el, majd az Anonymus által is említett Velek nevű vitéze a szolgálataiért kapott földön létrehozta a róla elnevezett települést. Ez azonban csak feltételezés.

A falu első írásos említése 1230-ból való: ekkor a Csák család birtoka volt. A későbbi évszázadokból származó okiratok gyakran utalnak rá Velek, Vellek, Velgh, Welg, Welleg, Naghweleg, de legtöbbször Veleg, Velegh néven. Az idők során mindvégigFejér vármegyéhez tartozott, általában mint a csókakői vár tartozéka. A török háborúk során elnéptelenedett, az 1662. évi összeírás szerint Kis és Nagy Velegh lakatlan volt.1691-ben I. Lipót a kincstárra szállt csókakői uradalmat minden hozzátartozóival együtt báró Hochburg János fő hadiszállítónak adományozta. 1746-ban evangélikus vallású felvidéki magyarokat és szlovákokat telepítettek ide; ekkor a falu 87 családból állt, 2/3 részben magyar, 1/3 részt szlovák nyelvezetűek. 1859-ben még 584 magyar és 30 szlovák, 1874-től már csak magyar lakosai voltak.

1848–49-es forradalom és szabadságharcban Nagyveleg aktív szerepet játszott. A Megyei Bizottmány tagja lett Rajcsányi János[6] evangélikus lelkész és Farkas Ádámbíró is. 67 nemzetőrt adott Veleg, a hősi halottak emléktáblája a templomban látható.