По той же причине, по которой товарищ Шерлока Холмса — Dr. Watson — стал доктором Ватсоном, в то время как фамилию актрисы Emma Watson произносят как «Уотсон».
Существует два метода передачи иностранного слова на письме: транскрипция и транслитерация. Транскрипцией называют перенос слова максимально близко к его оригинальному звучанию. Таким образом, английское сочетание «[w] + гласная» (как непосредственно в слове Wales — Уэльс) в русском языке передаётся как «[у] + гласная». Транслитерация же — это когда слово переходит в другой язык, стараясь сохранить своё написание. Именно вторым способом воспользовались переводчики, когда ввели в русский язык слово «Валлис» — ныне устаревшее название Уэльса.
И уже непосредственно от Валлиса и образовались «валлийцы».
От названия «Валлис» впоследствии отказались, однако «валлийцы» остались из соображений удобства произношения — слово «уэльсец/уэльсцы» достаточно непривычно и неудобно русскоговорящему, хотя использование этого варианта не является ошибкой.