55-kiloisten sarjassa painiva Velikov voitti olympiapronssia Pekingissä 2008. Ateenassa 2004 hän oli yhdeksäs ja Lontoossa 2012 viides. Maailmanmestaruuden Velikov on voittanut kerran, Guangzhoussa 2006, missä hän voitti loppuottelussa venäläisen Besik Kuduhovin. Lisäksi Velikov on voittanut kaksi MM-hopeaa ja viisi EM-mitalia.