8月23日に行われたヒューストン・テキサンズとのプレシーズン第3戦でD・J・スウェリンガーにヒットされ、10ヶ月で3度目となる脳震盪を起こした。9月4日、NFLのドラッグポリシー違反で開幕から4試合の出場停止処分を受けた。9月12日、新しいドラッグポリシーが適用され、出場停止処分が2試合に軽減された。第3週のシアトル・シーホークス戦で6回のレシーブで60ヤードを獲得した。10月5日のアリゾナ・カージナルス戦でそれまでロッド・スミスが持っていたドラフト指名を受けなかった選手の通算レシーブ回数記録を更新した。サンフランシスコ・フォーティナイナーズ戦でシーズン初TDをあげたが、このTDは、ペイトン・マニングがブレット・ファーヴの通算TD記録に並ぶ508個目のTDとなった。
2013年3月13日、デンバー・ブロンコスと2年1200万ドルで契約を結んだ。9月5日のボルチモア・レイブンズとの開幕戦では2TDをあげた。第14週のテネシー・タイタンズ戦でシーズン2度目となる脳震盪を起こし、レギュラーシーズン残り試合を欠場した。
2012年シーズンオフ、長期契約を希望していたが、3月5日にフランチャイズ指定を受け、5月にサインを行っている。これにより2012年シーズンは950万ドルが保障されることとなった。2007年以来NFLのパスレシーブ数でトップ、レシーブ獲得ヤードでベスト5に入っている。ペイトリオッツ加入後70試合目で500レシーブを達成したが、これは同一チームにおけるNFL記録となっている。ペイトリオッツでの通算レシーブ数はペイトリオッツで彼の倍以上の192試合出場しているトロイ・ブラウンにあと3回と迫っており、レシーブ獲得ヤードではブラウンとスタンリー・モーガンに次ぐチーム歴代3位となっている。
2010年は怪我からのリハビリのシーズンとなった。2月に手術を受けた。6月にはチーム練習にも参加したが、7月にはphysically unable to perform（PUP）リストに加えられることとなり、CBSのアナリストを務めるブーマー・アサイアソンはウェルカーがシーズン全休すると予測した。その予測に反して、開幕戦のシンシナティ・ベンガルズに出場、8キャッチで64ヤード、2TDをあげた。第9週のクリーブランド・ブラウンズ戦では負傷したスティーブン・ゴストコウスキーに代わってエクストラポイントを蹴った。サンクスギビングデーに行われたデトロイト・ライオンズ戦では2TDをあげて45-24の勝利に貢献した。このシーズン先発11試合を含む15試合に出場、86回のキャッチで848ヤードを獲得、7TDをあげた。また負傷したアンドレ・ジョンソンの代わりにプロボウルに選ばれた。プレーオフのニューヨーク・ジェッツ戦を前にジェッツのヘッドコーチ、レックス・ライアンに対する足フェチ発言を行い、ビル・ベリチックヘッドコーチから先発を外された。ヘッドコーチを侮辱されたジェッツの選手は奮起し、ペイトリオッツは21-28で敗れた。
2008年、開幕週でトム・ブレイディがシーズン絶望となったが、最初の8試合で56回のキャッチ、1TDをあげた。この年彼は開幕から11試合連続で6キャッチ以上を記録、2001年にジャクソンビル・ジャガーズのジミー・スミスが作った8試合連続という記録を更新した。第12週のマイアミ・ドルフィンズ戦ではマット・キャセルから5ヤードのパスを受けた後ディフェンスを交わして64ヤードのビッグプレーを演じた。第14週のシアトル・シーホークス戦で12回のキャッチで134ヤードを獲得、2年連続で1000ヤードレシーブを達成した。最終的に2年連続で100レシーブ以上をマークした史上8人目の選手となった。12月21日のアリゾナ・カージナルス戦でTDをあげたあと、雪の上に仰向けになるパフォーマンスを行ったため、NFLから1万ドルの罰金を課された。この年控え選手としてプロボウルに初めて選ばれるとともにオールプロセカンドチームにも選ばれた。
2006年のプレシーズン、チームからカットされるのではと噂になった。レギュラーシーズンが始まると最初の5試合でチームトップとなる29回のキャッチで299ヤードを獲得した。10月8日の試合では控えQBジョーイ・ハリントンから自身最多となる9回のレシーブで77ヤードを獲得したがチームは10-20で敗れた。このシーズンチーム最多の67キャッチ、687ヤード、1タッチダウンを記録した。またキックオフリターンで平均22.2ヤード、パントリターンで平均9.2ヤード、1TDをあげた。
2005年のトレーニングキャンプではクリス・チェンバース、マーティ・ブッカーに次ぐ第3のWRとされた。29レシーブ、434ヤードを記録した。TDレシーブはあげられなかった。この年パントリターンでもNFL11位の平均9.1ヤード、キックオフリターンでは平均22.6ヤードを記録した。
もっとも現在、各企業は在庫の削減や、ジャストインタイム生産システム（JIT）によるリードタイムの軽減など、貨物の滞留時間をいかに減らし物流コストを下げるかで頭を悩ませている。サプライチェーン・マネジメントなどロジスティクスの高度化により、倉庫は入ってきたものを何ヶ月も保管する場ではなく、海外や国内から原料が集められて工場に送られ、生産された商品が小売店に配送され販売されるまでの、「物流チェーンの一部」となりつつあり、貨物の滞留時間も早い場合、数時間や数日以下にまで短くなってきている。ここでは倉庫は、各工場の要求に応じて搬入される原料を一時的に保管し、即時に各工場へ配送する拠点であり、また工場から配送されてくる商品を、小売店からの要求に応えて仕分けて、全国へ配送する拠点である。また商品の梱包・包装・値札つけなど、商品を店に出す形へ仕上げるための流通加工を行う場でもある。倉庫にあるコンピュータなど情報機器は、生産から販売までをつなぐ情報システムの一部として運用され（その情報システムは顧客企業が構築することもあれば、倉庫会社が代行して構築することもある）、内部の貨物（商品や原料）の位置はすべてシステムで把握されており、各貨物の配送が小売店や顧客本社などから指示されれば貨物はすぐにトラックの待つプラットホームへ送られる。位置把握や荷役に便利なように、情報システムと連動した建物大の自動ラックを備える倉庫もある。ラックに納められた商品は、情報システムの指示で自動的にコンベアに送られ、梱包作業場やトラックヤードへと直行する。倉庫業にとっては主たる収益源だった保管料が激減し苦しくなるが、逆に顧客の物流業務のアウトソーシングにともない、これまで顧客が自営していた物流業務を受注し全面的に代行して、それを新規の大きな収益源とすることもできる。