С самого начала вторжения французов в пределы Российской империи Вельяминов находился в сражениях с неприятелем. После изгнания Наполеона находился в Заграничном походе. При осаде Торна исполнял дела траншей-майора и за отличие 3 апреля 1813 года был произведён в полковники. 11 июля был награждён орденом св. Георгия 4-й степени