В том же году был направлен служить в Азербайджанскую ССР. Службу проходил в составе 82-го истребительного авиационного полка 19-й армии ПВО Закавказского военного округа. Пять лет охранял воздушные границы с Турцией и Ираном на самолётах МиГ-21, МиГ-25. В апреле 1992 года авиаполк, где служил капитан ВВС СССР Беличенко, был расформирован. С провозглашением независимости Азербайджаном Беличенко предложили заключить контракт в устной форме, совершать боевые вылеты на азербайджанских самолётах в Нагорный Карабах, пообещав зарплату в 5000 долларов месяц и квартиру. Однако даже первой зарплаты, по словам Беличенко, он не дождался.