Pilar Vélez Vicente és doctora en història de l’art per la Universitat de Barcelona (1986). És directora del Museu de les Arts Decoratives, el Museu de Ceràmica, el Museu Tèxtil i d’Indumentària i el Gabinet de les Arts Gràfiques, que properament s’han d’integrar en el Museu del Disseny de Barcelona, a més de ser-ne la responsable del projecte museològico-museogràfic.
  En el camp dels museus, fins ara havia estat directora del Museu de les Arts Gràfiques de Barcelona (1986-1995) i directora del Museu Frederic Marès de Barcelona (1995-2012), en el qual fou també la responsable del projecte museogràfic que ha permès adequar el museu a les necessitats actuals, sense perdre el seu caràcter singular de museu de col·leccionista.
  En el terreny docent, ha estat professora del Departament d’Art de la Universitat Autònoma de Barcelona (1982-1985, encarregada de curs; 1987-1988, professora associada, i 1988-1989, professora associada i coordinadora del Màster de Museologia). També ha estat professora del Departament d’Història de l’Art de la Universitat de Barcelona (1994, curs de doctorat, i 1997-1998, Postgrau de les Arts de l’Objecte al Disseny Contemporani).
  És membre de la Reial Acadèmia Catalana de Belles Arts de Sant Jordi (des del 1996), i membre de la Junta de Govern i Acadèmica Bibliotecària (des del 1998) i directora del seu Butlletí (2004-2012). També pertany a la Reial Acadèmia de Bones Lletres de Barcelona (des del 2008), on és membre de la Junta de Govern i conservadora de les col·leccions (des del 2012).
  Ha estat vicepresidenta de l’Associació Catalana de Crítics d’Art (1991-2001), ha conreat la crítica en diverses publicacions i ha estat membre del jurat de diversos premis d’arts plàstiques. És membre de la Comissió de la Memòria Històrica (des del 2007) i de la Comissió d’Art Públic (des del 2011) de l’Ajuntament de Barcelona.

Com a investigadora, interessada pel fenomen de la reproductibilitat, ha dedicat sobretot la seva recerca a les arts gràfiques, les arts decoratives i industrials del segle xix i el primer terç del xx i al disseny dels segles xx-xxi, com també a l’estudi del patrimoni i el col·leccionisme artístic dels segles xix-xxi. El discurs d’ingrés a la Reial Acadèmia de Bones Lletres el dedicà a aquest tema: Els capdavanters del salvament. Cura i estudi del patrimoni cultural de Catalunya. Els «doblement» acadèmics de Bones Lletres i Belles Arts (2009).
  És autora de més d’una vintena de llibres, entre els quals destaquen Eudald Pradell i la tipografia espanyola del segle xviii (Barcelona, Gremi d’Indústries Gràfiques de Barcelona, 1989), El llibre com a obra d’art a la Catalunya vuitcentista. 1850-1910 (Barcelona, Biblioteca de Catalunya, 1989; Premi Fundació Güell 1988), Xilografies de Josep Obiols (Barcelona, Ajuntament de Barcelona, 1990), Aproximació a l’obra gràfica de Subirachs (Barcelona, Mediterrània, 1993), J. Fín (1916-1969) (Barcelona, Omega, 1999), Joies Masriera. 200 anys d’història (Barcelona, Àmbit, 1999), Eusebi Planas (1833-1897), l’il·lustrador de la Barcelona vuitcentista (Barcelona, Curial i Publicacions de l’Abadia de Montserrat, 1999), Catàleg del Museu de Llotja. Reial Acadèmia Catalana de Belles Arts de Sant Jordi. II - Escultura i medalles (Barcelona, Reial Acadèmia Catalana de Belles Arts de Sant Jordi, 2001), Lluís Masriera (Barcelona, Infiesta, 2002) i L’exaltació del llibre al Vuitcents (Barcelona, Arxiu Històric de la Ciutat i Biblioteca de Catalunya, 2008). Ha participat també en la quinzena de catàlegs de les exposicions temporals del Museu Frederic Marès (Quaderns del Museu Frederic Marès - Exposicions / 1-16) i és autora de nombrosos articles en revistes especialitzades.
  Ha col·laborat en diverses edicions col·lectives, com ara Introducción a la historia del arte (Barcelona, Barcanova, 1989); Historia ilustrada del libro espanyol (Madrid, Fundación G. Sánchez Ruipérez, 1996); El llibre d’Or de l’art català (Barcelona, El Periódico, 1997); Arts decoratives, industrials i aplicades, a Art de Catalunya. Ars Cataloniae, vol. xi (Barcelona, L’Isard, 2000); El Modernisme (Barcelona, L’Isard, 2002); Historia de la edición y de la lectura en España 1472-1914 (Madrid, Fundación Germán Sánchez Ruipérez, 2003); Dos segles de disseny a Catalunya (1775-1975) (Barcelona, Reial Acadèmia Catalana de Belles Arts de Sant Jordi, 2004); Fàbrica, taller i laboratori. La Junta de Comerç de Barcelona. Ciència i tècnica per a la indústria i el comerç (1769-1851) (Barcelona, Cambra de Comerç de Barcelona, 2010); La indústria de les indianes a Barcelona 1730-1850 (Barcelona, Arxiu Històric de la Ciutat, 2011), i Diccionari biogràfic de l’Acadèmia de Bones Lletres (Barcelona, Reial Acadèmia de Bones Lletres, 2012).
  Des del 2003 al 2011 ha estat membre del comitè científic del Congrés d’Història de Barcelona, com a assessora de l’àmbit artisticocultural, amb aportacions com ara els articles «Cultura, arts i patrimoni en el Romanticisme. Entre la recuperació del passat i el progrés tècnic», Barcelona, 2003), «Les arts industrials. Bellesa, utilitat, economia» (2007), «De la fèrula acadèmica a la consolidació de la modernitat. Servituds i autonomia de l’art català entre 1775 i 1900» (2009), tots tres publicats a la revista Barcelona Quaderns d’Història (Barcelona), i treballs aplegats dins els volums corresponents editats per l’Arxiu Històric de la Ciutat a la col·lecció «Quaderns del Seminari d’Història de Barcelona».
  Ha comissariat, ha assessorat i ha participat en catàlegs de nombroses exposicions a Barcelona, Madrid, Nova York, Cleveland, París, Estocolm, Venècia, Amsterdam i Viena. També a Girona, Sabadell, Terrassa, Vic, Lleida, Alacant, València, Oriola, Novelda, Castelló, Mataró, Arenys de Mar i Salàs, entre d’altres.