Kariera międzynarodowa W 2008 został arbitrem międzynarodowym FIFA. Zadebiutował 26 marca, prowadząc towarzyskie spotkanie Izrael – Chile (1:0). W 2009 gościnnie poprowadził mecz finałowy ligi egipskiej. W sezonie 2010/11 prowadził m.in. pierwszy mecz dwumeczu FC Schalke 04 – Manchester United F.C. w półfinale Ligi Mistrzów UEFA (0:2), a także finał Ligi Europejskiej UEFA, rozegrany w Dublinie między portugalskimi klubami FC Porto i SC Braga, zakończony zwycięstwem drużyny z Porto 1:0. W sezonie 2011/12 poprowadził trzy mecze grupowe Ligi Mistrzów, a także jeden z meczów 1/8 finału i jeden ćwierćfinał, jak również 1/8 finału Ligi Europejskiej.
W grudniu 2011 Velasco Carballo znalazł się na ogłoszonej przez UEFA liście arbitrów głównych na EURO 2012. 8 czerwca 2012 poprowadził mecz otwarcia turnieju na Stadionie Narodowym w Warszawie, w którym Polska zremisowała z Grecją 1:1. Podczas tego spotkania arbiter pokazał dwie czerwone kartki, które zobaczyli grecki obrońca Sokratis Papastatopulos oraz polski bramkarz Wojciech Szczęsny.