Beljajev alustas oma sportlasteed Kiievis, kus lõpetas jalgrattaspordis treenerite kooli. Aastatel 1960-1966 oli ta kutseline jalgpallur ning tuli 1962. aastal Moskva Dinamo väravavahina NSV Liidu meistrivõistlustel hõbedale ja jõudis meeskonnaga karikafinaali.

1963. aastal tuli Beljajev käsipallis Eesti meistriks ning jätkas seejärel aastakümneid treeneri- ja kohtunikutööd. Ta juhendas 1976–1988 Tallinna Näidislinnuvabriku naiskonda ja 1988–1993 Kooperaatori meeskonda.

Tema töö ulatus ka rahvusvahelisele tasandile – 1978. aastal sai temast rahvusvahelise kategooria käsipallikohtunik, 1980. aasta Moskva olümpiamängudel tegutses ta lauakohtunikuna ja oli alates 1994. aastast Euroopa Käsipalliföderatsiooni delegaat.

Lisaks kuulus Valentin ka Eesti Väravpalliföderatsiooni juhatusse.

"Valentin Beljajev jääb meie mälestustesse kui mitmekülgne ja sihikindel spordimees, kelle panus Eesti spordiellu on märkimisväärne ja püsiv," teatas Eesti Käsipalliliit järelehüüdes. "Avaldame sügavat kaastunnet tema lähedastele."