Doordat zijn vader (Kor van Velzen) muzikant is, waren er bij Roel van Velzen thuis altijd muziekinstrumenten. Op zijn middelbare school Christelijk Lyceum Delft zat Van Velzen in verscheidene schoolbandjes en componeerde hij jaarlijks de kerstmusical. Tijdens zijn studie Communicatie Creatief aan de Ichthus hogeschool in Rotterdam wint Van Velzen met zijn studentenband The Goldfish in 1999 de Heineken Student Music Award. Ook sloot hij zich aan bij Crazy Pianos, waar hij tijdens een van zijn optredens in het GelreDome zijn huidige manager (Ruud Vinke) ontmoette. Tussen 2002 en 2005 maakte Van Velzen deel uit van improvisatietheatergroep Op Sterk Water.
VanVelzens debuutsingle, Baby Get Higher, wordt bij de release in september van 2006 uitgeroepen tot 3FM Megahit. Naar aanleiding van een uitzending van het VARA-televisieprogramma De Wereld Draait Door, waarin VanVelzen 'verzoekjes' van de andere gasten speelde, ontstaat VanVelzens rol als (eerste) 'huisband' van het programma.
In januari 2007 speelt VanVelzen op Eurosonic Noorderslag in Groningen en verschijnt zijn tweede single, Burn. Burn wordt Alarmschijf en behaalt de top 10 van de hitlijsten. VanVelzens debuutalbum Unwind verschijnt op 16 maart 2007 en komt binnen op nummer één in de Nederlandse Album Top 100. Een deel van de liedjes is door VanVelzen zelf geschreven, in samenwerking met John Ewbank en Andreas Johnson. VanVelzen wint dit jaar voor Baby Get Higher de Schaal van Rigter, krijgt tijdens de uitreiking van de 3FM Awards de prijs voor "beste nieuwkomer" en ontvangt op de TMF Awards (Nederland), de prijs voor "Beste Album".
In januari 2010 bracht VanVelzen tijdens Vrienden van Amstel een eerbetoon aan zijn muzikale helden, Queen. Hierna besloot Amstel om De Helden van Amstel tot een op zichzelf staand evenement te maken. VanVelzen is één van de vier coaches van The Voice Of Holland. In een gesprek met John de Mol geeft VanVelzen aan dat hij bang is dat het te veel om het uiterlijk van de talenten zal gaan. Het idee voor de blinde audities is geboren. Onder leiding van regisseur Bavo Galama maakt VanVelzen een nieuw theaterprogramma waarin, naast de verhalen achter de liedjes, het publiek een grote rol speelt. De Hear Me Out-tour doet onder andere het Luxor Theater (Rotterdam), het Chassé Theater en Koninklijk Theater Carré aan.
Op 20 januari wint VanVelzens pupil Ben Saunders de finale van The voice of Holland. Ook krijgt VanVelzen uit handen van John Ewbank een Gouden Harp uitgereikt namens de Stichting Buma Cultuur. Op 23 april van dat jaar komt een lang gekoesterde droom van VanVelzen uit, hij mag tijdens de uitreiking van de Eddy Christiani Award samen met Queen-gitarist Brian May de nummers Don't Stop Me Now en Tie Your Mother Down spelen. VanVelzen verzorgt in 2011 vijf keer het voorprogramma van Marco Borsato in het Sportpaleis (Antwerpen), en speelt zijn eerste eigen grote show in een volle Heineken Music Hall.
Begin 2012 wordt VanVelzens wassenbeeld in Madame Tussauds in Amsterdam onthuld. In april verschijnt VanVelzens derde studioalbum: The Rush Of Life, welke gelanceerd wordt vanaf 153 meter hoogte, op het dak van het Nationale Nederlanden gebouw in Rotterdam. VanVelzen brengt drie singles uit van het gelijknamige album: Too good to lose, The Rush Of Life en Sing Sing Sing, waarop de vader van Roel meezingt.
Begin 2015 brengt VanVelzen Call It Luck uit. Op de single is, naast VanVelzens vaste band ook het Keniaanse koor 'The Hibby GB's' te horen. In het kader van '70 jaar bevrijding' heeft De Nederlandse Omroep Stichting (NOS) VanVelzen gevraagd om muzikale invulling te geven aan nooit eerder vertoonde beelden van de bevrijding van Nederland in 1945. Hieruit is de meest recente single If The World’s Coming To An End gevloeid. Het nieuwste studioalbum zal na de zomer van 2015 verschijnen.
Naast zijn muzikale succes is VanVelzen sinds 2011 gelukkig getrouwd met Marloes en hebben zij samen twee zoons.
