Советский генетик, академик АН СССР (с 1972). Брат Я. К. Беляева. Родился в с. Протасово ( Костромской обл.). Окончил Ивановский cельскохозяйственный институт (1938). В 1939 -1941 и 1946 -1958 работал в научно - исследовательском институте пушного звероводства. С 1959 - директор института цитологии и генетики СО АН СССР.

Основные научные работы посвящены генетике, теории эволюции и селекции животных. Разрабатывал генетические основы селекции пушных зверей, выяснил закономерности изменения функций воспроизведения диких животных при их одомашнивании. Участвовал в организации цветного норководства в нашей стране, разработал методы селекции норок. Вывел генетически новую цветную форму норок. Изучал фотопериодизм и фотопериодическую регуляцию размножения и плодовитости млекопитающих. В работах, посвященных теории корреляций и генетико - физиологичёским системам регуляции сезонных функций, сформулировал представление о дестабилизирующем отборе, в частности при одомашнивании животных.

Председатель Научного совета по проблемам генетики и селекции АН СССР (с 1968), председатель Международной ассоциации генетических обществ (с 1978).  Золотая медаль «За заслуги перед наукой и человечеством» Чехословацкой АН (1982).