Пётр Вельяминов стал известным на всю страну, исполнив главные роли в культовых фильмах советского времени. 1 Некоторые из них:

• «Тени исчезают в полдень» (1971) — председатель колхоза Захар Большаков. 13 Актёр настолько вжился в образ, что по всей стране его стали воспринимать как родного. 1
• «Командир „Счастливой Щуки“» (1972) — капитан подводной лодки Алексей Строгов. 13 Фильм построен на основе реальных событий, которые произошли во время Великой Отечественной на Северном флоте и базе в Полярном. 1
• «Вечный зов» (1973) — Поликарп Кружилин. 1 В ленте, где на протяжении полувека показана история семьи Савельевых, актёр сыграл идейного коммуниста. 1
• «Возвращение резидента» (1982) — Пётр Лукин, генерал КГБ. 12

Кроме того, Вельяминов известен ролями в киноповести «Иванов катер», мелодраме «Сладкая женщина», драме «Опасные друзья» и других фильмах. 3