Belov est promu dans l'élite dès le début de la saison 2010-2011, étant lancé dans la Coupe du monde à Gällivare, où il finit trentième du quinze kilomètres libre, ce qui lui apporte un point au classement général. Le lendemain, il prend part au relais et contribue à la deuxième place de son équipe et monte donc sur son premier podium. Ensuite, il court le Nordic Opening à Ruka et atteint le onzième rang final, grâce notamment au huitième temps sur la poursuite finale en style libre. Il poursuit son hiver avec d'autres succès, dont sa victoire sur le quinze kilomètres libre des Championnats du monde des moins de 23 ans à Otepää, où il est aussi médaillé d'argent sur la poursuite (30 km), puis une première victoire en relais en Coupe du monde à Rybinsk. Après une sélection aux Championnats du monde à Oslo, où il collectionne deux places, il est de nouveau remarqué lors des Finales, où il signe une quatrième place sur une étape de courte distance.