I 1872 kunne Weloński fortsette studiene i Sankt Petersburg ved Det keiserlige kunstakademi i klassen for naturbasert skulptur med et stipend fra i Warszawa, og ble uteksaminert i 1878. Lærerne hans var Alexander von Bock, Nikolaj Laveretkij og Ivan Podoserov. For sine verker mottok Weloński små sølvmedaljer (1873, 1874) og en stor sølvmedalje (1873) og en pengepremie, samt en liten gullmedalje (1875). I 1877 vant han den store gullmedaljen med basrelieffprogrammet til Venus med Amor på Olympen, kombinert med utnevnelse som en førsteklasses klassisk kunstner og et utenlandsreisestipend fra akademiet.