Фильмография П.Вельяминова:
1971 — «Тени исчезают в полдень» (телефильм) — Захар Большаков
1972 — «Командир счастливой «Щуки»» — Алксей Строгов
1973 — «Здесь наш дом» — Глеб Рябинин
1974 — «Иванов катер» — Иван Бурлаков
1974 — «Повесть о человеческом сердце»
1974 — «Скворец и Лира» (СССР/ЧССР/ГДР) — Федор Греков -«Скворец»
1976 — «Вечный зов» (телесериал) — Поликарп Кружилин
1976 — «Обещание счастья» (телефильм)
1976 — «Сладкая женщина» — Николай Егорович Кутаков
1976 — «Спроси себя» (телефильм)
1977 — «Воскресная ночь» — Новицкий
1977 — «Гонки без финиша»
1977 — «Освобождение Праги» (ЧССР)
1977 — «Пыль под солнцем»
1977 — «Я хочу вас видеть» (ГДР)
1978 — «Версия полковника Зорина»
1978 — «Время выбрало нас» (телефильм) — Бутевич
1978 — «Встреча в конце зимы»
1978 — «На горе стоит гора»
1979 — «Опасные друзья»
1979 — «Пираты XX века» — капитан
1979 — «Поэма о крыльях» (СССР/Куба/ГДР/Франция)
1980 — «Дым отечества» — Василий Ломоносов
1980 — «Ночное происшествие» — Митин
1980 — «Такие же, как мы»
1981 — «В начале игры»
1981 — «Отставной козы барабанщик»
1981 — «Против течения»
1981 — «Ярослав Мудрый»
1982 — «Возвращение резидента» — Лукин
1982 — «Нас венчали не в церкви»
1984 — «...И прекрасный миг Победы»
1984 — «Челюскинцы»
1985 — «Встретимся в метро»
1986 — «55 градусов ниже нуля»
1986 — «Железное поле» — Бобылев
1986 — «Знаю только я»
1986 — «Конец операции «Резидент»» — Лукин
1987 — «Случай из газетной практики» (телефильм)
1987 — «Среда обитания» (телефильм)
1988 — «Гражданский иск» (телефильм)
1988 — «Лапта» (телефильм, среднеметражный)
1989 — «В знак протеста» (телефильм)
1989 — «Стеклянный лабиринт» — дядя Володя
1989 — «Сувенир для прокурора»
1991 — «Прости нас, мачеха-Россия» (телефильм)
1991 — «Хищники»
1992 — «Полет ночной бабочки» (Беларусь)
1992 — «Фиктивный брак» (Россия/Украина)
1993 — «Заложники дьявола» (Россия/Италия)
1993 — «Налетъ» (Украина)
1993 — «Серые волки» — Н.Г. Игнатов
1995 — «Воровка» (телесериал)
1995 — «Зимняя вишня» (телесериал)
1996 — «Ермак» (телесериал, Россия/Германия)
1998 — «Агент национальной безопасности 1» (телесериал) — в серии «Транзит»
1998 — «Я первый тебя увидел»
1999 — «Танцы под ущербной луной» (Россия/Мексика)
2000 — «Бандитский Петербург 2. Адвокат » (телесериал)
2002 — «Время любить» (телесериал)
2003 — «Чёрный мяч»
2005 — «Казароза» (телесериал) — Свечников в старости
2005 — «Чертогон» (среднеметражный) — Илья Федосеевич

Михаил Ульянов назвал Кацынского "самой странной, так и неразгаданной звездой вахтанговской сцены".
Среди сыгранных актером ролей Сальери в "Маленьких трагедиях", Арбенин в "Маскараде", Тимур в "Принцессе Турандот", Че Гевара в "Неоконченном диалоге", Феофан Прокопович в "Государь ты наш, батюшка", Шахрияр в "Али-Баба и сорок разбойников", Аластер в "Миллионерше" и др.