El topónimo Velilla aparece repetidas veces en los territorios de lengua castellana de España. En principio, parece que en todos o en la mayoría de los casos estamos ante una forma diminutiva del sustantivo común villa. Se habría producido una disimilación de las dos /ll/ en dos sílabas sucesivas (o si se quiere una despalatalización de la primera) y una abertura de la /i/ en /e/. Los dos hechos son posibles y contamos con documentación antigua en algunos casos que hacen poco menos que seguro este análisis. Puede compararse la evolución fonética, aunque no es igual, con la sucedida en casos como Pinilla a partir de peña y otros del mismo tenor. El sustantivo diminutivo Velilla, como sucede con Pinilla, es tan frecuente que se hace necesaria la utilización de un segundo elemento. No sabemos a ciencia cierta la razón del segundo elemento en este caso, pues no es San Antonio el patrón de la localidad. No debe ser, con todo, un añadido antiguo, pues no conocemos documentación anterior a 1751 (Catastro de Ensenada) en la que aparezca la localidad con esta denominación.