Nace el 6 de julio de 1840, En Temascalcingo, Estado de México.
Su familia y él mismo trabajaron en la confección de rebozos, en una industria familiar.
En 1846 a la muere de su padre Felipe Velasco, José María contaba con 6 años de edad, época en la que tuvo que trasladarse a esta capital con su madre y hermanos.
En enero de 1858, ingresa a la Academia de San Carlos, teniendo ya 18 años. Y en diciembre de ese mismo año, en una exposición presenta 2 dibujos, con les cuales obtiene el primer premio por su trabajo.
En el año de 1860, en la Duodécima Exposición de la Academia presenta unos fragmentos de cuadros copiados de varias pinturas, obteniendo un segundo premio, teniendo como maestro a Eugenio Landesio en la clase de dibujo de paisajes, tomados de fotografía y estampas.
Velasco fue el paisajista más importante de América Latina, de fines del siglo XIX. Landesio, y Rebull le formaron en el amor por la naturaleza y el conocimiento del dibujo y de la composición.
En 1868, ocupa la cátedra de perspectiva que seguramente le cedió Landesio, para que pudiera contraer matrimonio y mantener su hogar con el sueldo que ganara en dicha cátedra, puesto que efectivamente en este mismo año, contrae matrimonio con Doña María de la Luz Sánchez Armas; En 1873, renuncia al cargo de Profesor de perspectiva, por no estar de acuerdo con las Leyes de Reforma; en 1874, se instala con su familia en La Villa de Guadalupe, donde residió hasta su muerte.
En el período de 1877 a 1889, sigue pintando variedad de paisajes de temas y formatos diferentes, siendo una de sus mejores obras “Valle de México,1877”; en 1889, Viaja a Europa en misión oficial con motivo de la exposición universal de París, exhibe 68 paisajes propios, junto con otros de compañeros y discípulos. Recorre Francia, Inglaterra, Italia, Alemania y España, durante un año. Recibe críticas favorables de su exposición en París y también la condecoración de Caballero de la Legión de honor.
Trabajador inagotable, realizó más de 400 cuadros al óleo, litografía y dibujos, en diciembre de 1863, recibe 2 medallas de plata y una mención honorífica por haber obtenido todos los premios de esta clase de pinturas; también en 1666 obtuvo otro premio de manos del emperador Maximiliano.
Se sabe de la existencia de mas de 400 dibujos, estudios, óleos y acuarelas. En 1942 Carlos Pellicer logró montar la exposición más grande de su obra con 156 óleos, 8 acuarelas y 76 dibujos, representando sus obras más selectas. Algunos de sus temas favoritos están relacionados con historia, etnografía, ciencias y arqueología. Gran parte de sus producciones se encuentran en colecciones privadas.
En 1860 Velasco ganó una beca de 16 pesos mensuales con su cuadro El Baño de Pescaditos. En este tiempo pintó en dos ocasiones el patio de San Agustín. donde mostró sus conocimientos de pintura como paisajista, elaboró el pequeño cuadro, Río de San Ángel, en 1661.
En 1868 fue nombrado profesor de perspectiva. Al mismo tiempo estudió anatomía en la escuela de medicina, así como matemáticas, historia y ciencias naturales. En 10 años, Velasco había logrado un buen lugar entre los pintores mexicanos.
Inspirada en nuevos sitios y en diversos géneros de paisaje. Las zonas arboladas fueron sus predilectas; de 1671 a 1873 pintó Los Ahuehuetes de Chapultepec y Las Lomas de Tacubaya. Las rocas siempre le atrajeron, lo cual lo comprobamos al admirar El Cerro de los Guerreros, Peñasco de Atzcacualco, Rocas de Tepeyac y Rocas de Atzcacualco. En 1874 se inclina por las cascadas: Las Cascadas del Barrio Nuevo, Las Cascadas del Rincón Grande, Las Cascadas de Tupango, La Barraca de Tepotzotlén. En 1875 pintó el Citlaltépetl.
Durante su vinculación con la Academia (1858-73), empezó a pintar escenas de parques, panoramas de ciudad y patios a la manera de Landesio. No obstante, logró liberarse de esta influencia y todavía en esta primera etapa, pintó temas monumentales inspirados en la naturaleza como grandes rocas, árboles y ríos.
Su segunda etapa se inicia hacia 1875; a partir de entonces, su concepto de la naturaleza cobro mayores proporciones y su arte se centró principalmente en el gran valle de México.
Vastos panoramas que se extienden hasta el infinito, combinados en términos de místico realismo, con el paso de los años, los colores, se hicieron cada vez mas transparentes, hasta el punto de mostrar el lienzo en algunos paisajes de su tardía madurez.
En 1890, volvió a la docencia, pero en 1902 enfermó y hubo de abandonarla, reduciendo su producción artística. Su tercera y última etapa se caracterizó por pequeñas pinturas algunas del tamaño de una postal.
Su naturalismo no responde a la observación directa de la naturaleza, sino que sus cuadros tienen una plástica e imaginación muy personales que le dieron reconocida fama. Viajó por el interior de su país y expuso en Filadelfia, París y Chicago. Entre sus obras destacan: Patio de una casa vieja (1861), El valle de México(1875), Catedral de Oaxaca (1887), serie de ocho cuadros sobre el Valle de México (1894-1905)
Muere una tarde del 27 de agosto de 1912. Y en 1942, se realiza la primera gran exposición retrospectiva de sus obras en el Palacio de Bellas Artes.
