Венелин Пеков е роден през 1972 г. в Стара Загора. Завършва езиковата гимназия "Ромен Ролан" в Стара Загора (1991) и английска филология в Софийския университет "Св. Климент Охридски".

Журналистическата му кариера започва през декември 1994 г. като редактор в отдел "Международна информация" в БТА.

Близо година е репортер и водещ в радио KBIA News (NPR) в Колумбия, Мисури, САЩ. След това, отново като репортер, работи в телевизия KOMU (NBC) в същия град. От януари 1998 г. до август 1999 г. е продуцент в CNN International в Атланта, САЩ.

Постъпва на работа в БНТ през октомври 1999 г. като репортер в новинарската емисия "По света и у нас". Водещ на сутрешния блок на телевизията от май до септември 2000 г.

Водещ на bTV Новините от края на 2000 г. до 2014 г.

Директор на дирекция "Новини" в bTV Media Group от 2014 г. до края на 2020 г.

Лектор в УНСС, магистърска степен "Журналистика".

Има двама сина от спортната водеща Николета Маданска - Йоан (роден през ноември 2020 г.) и Михайл (роден през декември 2021 г.). През 2022 г. Венелин Петков се разделя с Николета Маданска.