О своей карьере Веллей упоминает неоднократно, что позволяет в общих чертах реконструировать основные события его биографии. Он родился в 20 или 19 году до н. э., примерно во 2 году до н. э. получил должность военного трибуна во Фракии и Македонии, действуя на территории будущей провинции Мёзия под началом Публия Виниция, сына Марка. Заслуги семейства в прошлом стали важным фактором успешной карьеры Веллея. Во время службы на Балканах Веллей, возможно, познакомился с Гаем Цезарем Випсанианом. Веллей сопровождал его в восточном путешествии и был свидетелем его встречи с парфянским царём Фраатаком (Фраатом V) на Евфрате. После гибели Гая Цезаря карьера Веллея была связана с Тиберием. Он был свидетелем процедуры усыновления Тиберия Октавианом Августом летом 4 года н. э., а вскоре сменил в должности префекта кавалерии рейнской армии своего отца. Вместе с Тиберием Веллей Патеркул форсировал Везер и дошёл до Эльбы. В 6 году Веллей был избран квестором на следующий год (по-видимому, по протекции Тиберия и Виниция). Он находился в Риме и готовился вступить в должность, когда стало известно о крупном восстании в Паннонии и Иллирике, и Веллея направили на подавление восстания. Веллей воевал под началом Тиберия в Паннонии, а его брат Магий Целер Веллеян действовал в Иллирике. Известно, что зиму 7/8 года Веллей провёл в Сисции. После поражения римлян в битве в Тевтобургском Лесу Веллея вместе с Тиберием повторно направили в Германию. В 12 году он вернулся в Рим, вместе с братом участвовал в триумфе Тиберия. Возможно, в 13 году Веллей занимал должность плебейского трибуна или эдила. В 14 году Октавиан Август рекомендовал Веллея в преторы, а после его смерти Тиберий подтвердил рекомендацию (формально в Риме ещё сохранялись выборы магистратов, но рекомендации императора — "candidati Caesaris" — гарантировали утверждение намеченных кандидатур).