Im Jahr 1664 wurde er Leutnant in einem in Bremen-Verden stationierten schwedischen Regiment. Er ging 1666 in Französische Dienste über. Im Jahr 1670 wurde er zum Oberst in der Französischen Armee befördert. Während des Schonischen Kriegs gegen Dänemark nahm er freiwillig an der Schlacht von Halmstad teil, wo er eine Schwadron kommandierte und wurde dann zum Oberst der schwedischen Armee befördert. Er nahm dann an der Schlacht bei Lund teil. Seit 1678 war Vellingk Oberst im Hämeenlinna-Regiment, und im Jahre 1683 wurde er General der Kavallerie. 1687 wurde er zum Gouverneur von Gästrikland, Hälsingland, Medelpad, Jämtland, Härjedalen und Lappland, ein Posten, den er im Jahr 1693 tauschte gegen den des Generalgouverneurs von Schonen. 1698 tauschte er diese Stelle wiederum für den Posten des Generalgouverneurs von Schwedisch-Ingermanland und Kexholms län.
Otto Vellingk. In: Herman Hofberg, Frithiof Heurlin, Viktor Millqvist, Olof Rubenson (Hrsg.): Svenskt biografiskt handlexikon. 2. Auflage. Band2: L–Z, samt Supplement. Albert Bonniers Verlag, Stockholm 1906, S.704 (schwedisch, runeberg.org).