Лингвистический анализ был проведен Л. П. Жуковской по тексту «фотографии» дощечки 16, а затем наиболее развёрнуто проведёнО. В. Твороговым и А. А. Алексеевым по материалу всего памятника, о языке Велесовой книги также отдельно высказывалсяА. А. Зализняк. Их выводы вкратце таковы. «Велесова книга» пользуется несомненно славянской лексикой и территориально приурочена в основном к восточнославянской территории; однако её фонетика, морфология и синтаксис (хаотичные и без строгих правил) решительно не соотносятся с тем, что известно сравнительно-историческому языкознанию о древнейшем состоянии славянских (и восточнославянских в частности) языков и наречий в такую эпоху, как IX век, незадолго до первых письменных славянских памятников. Более того, степень грамматической бессистемности и произвольности в тексте такова, что аналогов этому нет ни в одном когда-либо известном языке мира.
«Велесова книга» выдаётся за текст, написанный до того, как у славян появились глаголица и кириллица. В то время в позднепраславянском бытовали только открытые слоги, носовые гласные, в глаголице и кириллице обозначенные впоследствии какюс большой и юс малый, особые гласные звуки, обозначавшиеся затем буквами Ъ, Ь (редуцированные) и ять; после мягких согласных могли следовать только определённые гласные звуки, а после твердых, наоборот, другие. Были и иные особенности фонетики и морфологии, позднее исчезнувшие или изменившиеся по разным языкам. Но орфография «дощечек» показывает, что их автор не умел обозначать носовые: он воспроизводил их в соответствии с тем, как это гораздо позже делалось в польском языке. В то же время на «дощечках» есть места, показывающие изменения, которые позднее произойдут в сербском, хотя эти процессы взаимоисключают друг друга.
В ряде случаев, наоборот, носовые выступают там, где этимологически их не было вообще (например, ренбы ‘рыбы’, до стенпы ‘до степи’, о венце ‘о веке’, згенбель ‘гибель'[7]). Во многих словах отражено падение редуцированных, в IX веке ещё не произошедшее. Слово «князь» написано не менее чем 10 различными способами, отражающими развитие по польскому, по сербскому и т. п. типу. Отвердение шипящих и Ц, отразившееся в «Велесовой книге» — процесс ещё более поздний в славянских языках.
В «Велесовой книге» отражено смешение ряда букв (Ь, Е, ять), внешне напоминающее орфографию берестяных и пергаменных грамот, однако, в отличие от них, диапазон смешений гораздо шире и не имеет аналогов ни в каких рукописях (например, Е заменяет практически любую гласную). Формы «Велесовой книги» вроде щас ‘час’, щистый ‘чистый’ образованы по аналогии с парамисвеча~свеща, горячий~горящий, ночь~нощь, отражающими различие между древнерусским и старославянским рефлексами; но в действительности в начале слова такого соответствия не было, и во всех славянских языках здесь было представлено (как и сейчас) такое же ч-, как и в русском. Формы вроде пшебенде «пребудет» ориентированы на современный польский язык, но произношение prz — с шипящим начинается не ранее XIV века и ранее не отмечено и в других славянских языках.
В древних славянских языках глагольная морфология чрезвычайно развита и располагает большим количеством чётко различимых категорий, в синтаксисе представлены чёткие правила согласования. Глагольные словоформы Велесовой книги представляют собой, как правило, сочетание корня и произвольно подобранных морфем разных категорий в фантастическом порядке (в частности, широко представлена этимологически невероятная форма на —щехом, сочетающая суффикс причастия и окончание аориста); с контекстом и друг с другом грамматические значения этих показателей не согласуются (возможно сочетание окончаний 2 и 3 лица, показателей прошедшего времени в контексте настоящего). Приведена глагольная форма бя вместо существовавшей бѣ, есе вместо еси (или иных форм глагола быти, ожидавшихся по контексту). Кроме того, имеется ряд аналогичных нелепостей (также не образующих какой-либо правильной системы) в склонении существительных, в согласовании именных частей речи (например, при слове женского рода употреблено числительное в мужском роде), в образовании причастий и т. п. Подобная ситуация с грамматикой является причиной того, что адекватный перевод текста «Велесовой книги», как отмечали Творогов и Алексеев, практически невозможен. Переводчики, опираясь на корни слов, домысливают общее построение фраз по контексту.
Словообразование текста также противоречит известным историко-этимологическим данным: например, такие сложные слова, как само слово Влескнига и наименование Греции Грецколань не могли быть образованы в древних славянских языках (Грецколаньсоздано автором по образцу слова Русколань, в свою очередь образованного от имени античных роксоланов, название которых имеет прозрачную иранскую этимологию — «светлые арии», «светлые аланы»).
Ситуация с языком «Велесовой книги» приводит лингвистов к выводу о том, что она не может быть текстом на естественном языке, даже искажённым переписчиками. Создатель «Велесовой книги» целенаправленно ставил задачу искусственного видоизменения слов с целью создания эффекта труднопонятной древности, произвольно добавляя окончания, выбрасывая и заменяя гласные, а также производя фонетические замены по образцу польских, украинских, сербских и т. п., в значительной части случаев с ошибками.
