Desde 1604 a 1607 López de Velasco sirvió como maestro de capilla de Santa Coloma. Ocupó el mismo puesto en Berlanga de Duero, Soria, durante unos meses en 1607 antes de obtener su primer cargo importante en El Burgo de Osma, donde permaneció hasta 1614. Archivos catedralicios de allí mencionan la composición de Lamentaciones suyas  y su tardía recopilación de un  pergamino manuscrito (se suponía perdido pero ahora se sabe que está en la Catedral de Segovia) con obras de Morales, Guerrero y él mismo.

Se ordenó sacerdote en 1609 y después de la muerte de Serrano en 1614 obtuvo el puesto de maestro de capilla de la Catedral de Segovia. Abandonó este cargo en 1618 y en 1619 llegó a ser capellán y maestro de capilla de Doña Juana en las Descalzas Reales, Madrid. Se retiró en 1636 debido a su mala salud y pasó el resto de su vida en la Catedral de Granada como racionero, un cargo real sin deberes musicales.

La obra más importante de López de Velasco es el "Libro de missas, motetes, salmos, magnificats, y otras cosas tocantes al culto divino" de 1628, que comprende cinco misas de ocho partes, dos Magnificat, uno para ocho voces, el otro para diez, y otros 22 trabajos, principalmente motetes o salmos, todos para ocho voces excepto tres que son para 10, 11 y 12 voces respectivamente. Una de las ocho misas incluida en la colección es la misma obra que la versión de ocho partes de la Missa ‘Domine Dominus noster' de Philippe Rogier (se sabe que la versión de 12 partes de esta misa de Rogier fue frecuentemente reducida para grupos más pequeños).

Obras sacras adicionales se conservan en la Catedral de Segovia y aunque no existe ninguna obra secular suya, él mencionaba la composición de villancicos. López de Velasco es uno de los compositores policorales más representativos de su generación.