Пише поезия, проза и есеистика. Автор е на поетическите книги „Римски стадион“ (1979), „Нощна азбука“ (1984), „Аркада“ (1993), „Сияе“ (1999), „Събиране на значенията“ (2017). За „Сияе“ получава годишната награда на Сдружение на български писатели за книга на годината. Издава книгите с проза „Старият Пловдив“ (есе, 1983, на български, английски, немски и руски език), Анонимни жития“ (1987, 2009), отличена с литературната награда „Светлоструй“, „Милиони малки убийства“ (стихове в проза, есета, пътеписи, 1997).
През 2005 г. излиза от печат монументалният му труд „Градът, или между Изтока и Запада XIV – XVII век“, в който чрез историята на балканския имперски град (Пловдив) изследва човека на Балканите в съвкупността от историите през вековете на различни, но съществуващи заедно в единен свят народи, религии, езици и култури. За тази своя книга получава националната награда „Христо Г. Данов“ за принос в българската книжовна култура и повторно годишната награда на Сдружение на български писатели за книга на годината.
В следващите години работи върху капиталното си изследване в седем книги „Балканският човек XIV – XVII век“, т. 1 (2014), т. 2 и т. 3 (2015) – за историята на Балканите и човека на Изтока и Запада в глобалния контекст на световните цивилизации през последните две хилядолетия до съвременната епоха от началото на ХХI век. Труд, за който поетът Иван Теофилов пише:„Без да губи нищо от научната си стойност, „Балканският човек ХIV – ХVII век“ се чете с абсолютното усещане за роман, пълнокръвен роман, съпричастен – макар и в друг жанр, но със същото достойнство – на балканските безпокойства на Андрич, Казандзакис или Кадаре.“ За тази книга авторът получава за втори път национална награда „Христо Г. Данов“ за принос в българската книжовна култура.
Йордан Велчев е двукратен носител на наградата за литература „Пловдив“. Носител е на почетния знак на град Пловдив.
Негови творби за превеждани на английски, немски, португалски, унгарски, арабски и руски език.
Йордан Велчев е носител на Голямата награда ОРФЕЙ за изключителни достижения в позеията от 6-ия Международен фестивал на поезията ОРФЕЙ Пловдив 2023.
