Nacido en Bulgaria, inicia sus estudios en la Escuela de la Joven Orquesta Nacional, continuando en el Conservatorio Superior de Sofía, bajo la tutoría de los profesores S. Manolov y Z.Yordanov.
Desde 1996 ocupa el puesto de Violonchelo Principal de la Real Filharmonía de Galicia y profesor titular de Violonchelo en la Escuela de Altos Estudios Musicáis.
Ha obtenido premios durante tres años consecutivos en el Concurso Nacional de Jóvenes Intérpretes, en el Concurso de Música Nacional y en el Encuentro Nacional de Jóvenes Violonchelistas, en su país. Fué distinguido con la Medalla de Oro del Ministerio de Educación Búlgaro y becado para los postgrados de Interpretación y de Música de Cámara. Asimismo, perfeccionó sus estudios con maestros de relevancia internacional como Laszlo Mezzö , Yanos Starker y Lluis Claret .
Su trayectoria profesional se inicia como violonchelista en la Orquesta Nacional de Bulgaria, la cual abandona dos años más tarde cuando es invitado a formar parte del Cuarteto de la Radio-Televisión Búlgara, con el que efectúa numerosas grabaciones y giras internacionales.
Tras una colaboración con la Orquesta de la Radio-Televisión Belga se establece en España, donde simultaneó su labor docente en el Conservatorio Superior de Música de Santa Cruz de Tenerife con su puesto en la Orquesta Sinfónica de Tenerife.
Plamen Velev ha formado parte de diferentes Orquestas y agrupaciones Camerísticas, con las cuales ha actuado en diferentes países de Europa como Bulgaria, Rusia, Hungría, Checoslovaquia, Yugoslavia, Italia, Suíza, Bélgica, Holanda, Alemania, Austria, Grecia y España. Además, ha actuado como solista bajo la batuta de importantes directores tales como Helmut Rilling , Maximino Zumalave, o Cristoph Hogwood y con las agrupaciones Orquesta Académica de Sofía, la Camerata Quiodi y la Real Filharmonía de Galicia.
Ha sido profesor de los Cursos de Verano de La Palma; de la Internacionales Bachakademie, de la Joven Orquesta de Cataluña e impulsor del Primer y Segundo Encuentro de Jóvenes Violochelistas de Galicia, con sede en Santiago de Compostela. Es Director y fundador de la formación “Camerata Quiodi” con la que continúa realizando numerosas actuaciones, y es también autor y partícipe de varios programas didácticos desarrollados en Galicia en los últimos años.