El clima en Velilla de Ebro es típicamente continental, caracterizado por contrastes marcados entre estaciones. Los veranos suelen ser cálidos, con temperaturas elevadas en julio, mientras que los inviernos traen un descenso notable en las temperaturas, especialmente en enero. La meteorología de Velilla de Ebro refleja un patrón en el que el otoño es la estación más lluviosa, aportando precipitaciones que contribuyen a la humedad del entorno, en contraste con el invierno, que suele ser más seco y estable.
Las lluvias en esta zona se concentran principalmente en los meses otoñales, dejando los meses de verano y, en menor medida, el invierno, con un clima más seco. La época más agradable para actividades al aire libre suele ser durante la primavera y principios del verano, cuando las temperaturas son moderadas y el tiempo suele ser estable. La influencia de su ubicación en Aragón contribuye a estos patrones, con inviernos fríos y veranos calurosos, propios del interior del continente ibérico.
Normales climáticas WorldClim 2.1 para el periodo 1970–2025.